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居量反轉
鎖定
居量反轉(英語:Population inversion),又譯為
羣數反轉、
密數反轉、
粒子數反轉、
反轉分佈,為一個
物理學名詞,在
統計力學中經常被使用。居量反轉即在一個系統(例如一羣
原子或
分子)中,處在激發狀態的成員數量比起處於較低能級狀態的成員更多。讓標準
激光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,因此在激光科學中,居量反轉是很重要的研究主題之一。值得注意的是居量反轉不可能是
熱平衡的穩態解,如二能級系統中,温度極高或外場極大時的平衡態也只允許
激發態與
基態粒子數目相等。
- 中文名
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居量反轉
- 外文名
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Population inversion
詞語解釋
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概率是一樣的。為了達到光放大的作用,在高能級必須有更多的電子,使得
受激輻射發生的概率更高。這個狀態稱為居量反轉。出於這個原因,所以以
光子激發的二級系統是無法實現激光的,所以激光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。由此激光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。