补充资料：光学抽运

光学抽运
Optical pumping

光学抽运(optieal pumping) 在原子和分子系统中，利用称为抽运辐射的光辐射(即光波波长在可见光谱或近可见光谱内的辐射)使不同能量的选定量子态的热平衡粒子数发生强烈偏差，这种过程称为光学抽运。在温度为TK的热平衡下，分别处在量子化能级E:和El的原子的相对数目NZ/N;可以表示为N:/N，一。一叽一凡’/kT(设E:是较高能级)，式中k是玻耳兹曼常量。热平衡时，处在高能级的原子数目通常要少于处在低能级的原子数目，而且当两能级间的能量差增大时，处在高能级的原子数目实际上将变得非常少。但是，当一个适当的系统受到光辐射的照射时，可以把原子从低能态抽运到高能态，从而使处在高能态的原子数目大大增加，超过平衡时的数值。参阅“能级，，(energy level)条。 早期应用这一原理时，能级EZ和E，相隔不远，因此热平衡下这两个能级上的原子数目相差不大。曾选择有第三个能级E3的系统，当系统吸收单色可见光时可从能级El升到能级E3，而不是从能级凡升到能级E3(所涉及的能态是原子能态的顺磁塞曼分量，适当选择单色可见光的偏振态便可保证这种光激发的跃迁所需的选择性)。单色可见光把原子从能级凡激发到E3，随着自发发射，原子再从凡以大约相等的概率返回低能态E:和El。在一个时间周期之后，如果系统受到可见光足够强烈的激发，大多数原子便都处在能态及，而只有少数原子处在低能态E、，亦即原子通过高激发态E3从El抽运到了刃2。参阅“原子结构和光谱”(atomie strueture and、peetra)、“塞曼效应”(Zeeman effeet)条。 有一类重要的激光器，是利用受激发射来实现光放大的，在这里光学抽运是不可缺少的。例如，红宝石激光器的作用涉及从激发能级E:跃迁到基能级E，的红光荧光发射。在这种情况下.E:相对来说比E:高，E:的平衡粒子数实际上为零。利用激光器来实现红光的放大要求N:超过N:(粒子数反转)。这种反转可以利用发自一个外部光源的强烈的绿光和紫光把红宝石中的铬离子激发到E:上面的一个能级它:而得到实现。离子无辐射地从E3迅速落到E:，对于激发态来说，在E:上它的寿命是较长的。因此，足够强的抽运便可使发光离子经由能级E3落在E:的数目多于留在基态E，的数目，这样便可利用受激发射实现红宝石红光发射的放大。参阅“激光器”(loser)条。 匡韦斯特(W.West)撰]

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