居量反轉

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居量反轉英語Population inversion),又譯為群數反轉、密數反轉、粒子數反轉、反轉分布,物理學名詞,在統計力學中經常被使用。在一個系統(例如一群原子、或一群分子)中,處在激發狀態的成員數量,比起處於較低能階狀態的成員更多時,這就被稱為居量反轉。讓標準雷射進入能夠運作的狀態的過程中,產生居量反轉是一個必要的步驟,因此在雷射科學中,居量反轉是很重要的研究主題之一。

雷射[編輯]

在一個二級系統中,一個電子自低能級向高能級躍遷和自高能級向低能級躍遷的機率是一樣的。為了達到光放大的作用,在高能級必須有更多的電子,使得受激輻射發生的機率更高。這個狀態稱為佔據逆轉。出於這個原因,所以以光子激發的二級系統是無法實現雷射的,所以雷射一般是以通過三級系統和四級系統得到實現。在三級系統中,電子受激躍遷到高能級後,便很快轉為亞穩態。由此雷射媒介被激發為高能態,佔據逆轉得到實現。在四能級系統中,由於基態最初沒有電子,粒子數反轉更易實現。