Методические указания к лабораторным работам по курсу "Основы физики лазеров". Летута С.Н. - 5 стр.

                              dN 2    N
                                   =− 2 ,                               (1.10)
                               dt    τ non

     где τ non - время жизни безызлучательной релаксации.
Этот параметр зависит от типа перехода и природы окружающих частиц.
     На рисунке 1.1(в) показан процесс взаимодействия электромагнитного
излучения с частотой ν 0 - с возбужденной частицей. В результате этого взаи-
модействия частица переходит в состояние с энергией E 1 , а появляющееся в
результате этого вынужденного перехода электромагнитное излучение, имеет
ту же частоту и фазу, что и падающая волна. Этот процесс называют вынуж-
денным испусканием. Скорость вынужденного испускания в единице объема
можно найти по формуле

                              dN 2
                                   = −B 21N 2 ,                         (1.11)
                               dt

     где B 21 - коэффициент Эйнштейна для вынужденного испускания.
Он зависит от природы квантовой системы и плотности падающего излучения:

                               B 21 = σ 21 I ,                          (1.12)

     где I - поток фотонов,
        σ 21 - сечение вынужденного испускания.
       Эйнштейном было показано, что для любого перехода коэффициенты σ 12
и σ 21 равны между собой.

                               σ = σ 12 = σ 21 .                        (1.13)

     Процесс вынужденного испускания квантов электромагнитного излуче-
ния положен в основу квантовой электроники.
     Возможность рождения резонансных квантов в процессах вынужденного
излучения означает принципиальную возможность когерентного усиления
электромагнитной волны за счет вызванных этой волной индуцированных пе-
реходов.
                           1.2 Оптическое усиление
     Рассмотрим систему невзаимодействующих частиц, когда безызлуча-
тельными переходами можно пренебречь. Система может характеризоваться
набором энергетических состояний (статистическими весами), которые обозна-
чим соответственно g 1 и g 2 . При отсутствии вырождения g 1 = g 2 = 1 . В со-
стоянии термодинамического равновесия заселенность уровней в системе под-
чиняется статистике Больцмана:


                                                                           29