Оптическая и квантовая электроника. Светцов В.И. - 5 стр.

совершенные лазерные системы с различными принципами работы,
использующие в качестве активного вещества новые материалы, смеси
различных веществ. В ближайшее время можно ожидать широкого
распространения портативных, сравнительно экономичных, надежных в
эксплуатации и достаточно мощных полупроводниковых, жидкостных и
химических лазеров, излучающих энергию в широком диапазоне волн. Уже
решается вопрос о получении лазерного излучения в рентгеновской области, а
также в области γ-излучения.

   1.2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ С
                             ВЕЩЕСТВОМ
      Существует три возможных процесса взаимодействия квантовых систем
и электромагнитного излучения, которые схематически показаны на рис.1.1.



                      n                    n                      n

                hν            hν                    hν

                      m                    m                      m
         а                   б                       в
         Рис.1.1. Квантовые переходы при взаимодействии с фотоном:
  а - спонтанный переход с испусканием фотона; б - вынужденный переход с
    поглощением фотона; в - вынужденный переход с испусканием фотона.
 Рассмотрим переходы частицы из одного состояния в другое с выделением
или поглощением энергии электромагнитного поля. Возбужденная частица в
произвольный момент времени может самопроизвольно перейти в более низкое
энергетическое состояние, излучив при этом квант света. Такое излучение
называется спонтанным.
      Скорость спонтанного перехода с уровня n на уровень m определяется
выражением:
      dN n
           = A nm N n ,                                           (1.1)
        dt
где Nn - концентрация частиц на уровне n. Коэффициент Anm есть вероятность
перехода или коэффициент Эйнштейна для спонтанного излучения, [c-1].
Величина, обратная Anm, называется спонтанным временем жизни.



                                    8