En la emisión estimulada, ¿por qué se emiten dos fotones?

Hay algunas cosas que quedan fuera de esa imagen.

El primero es la acción de bombeo: debe haber otra forma de energía que se bombea al sistema para empujar los electrones a un estado superior.

Lo segundo que queda fuera es que debe ser un sistema con al menos 3 estados de energía, y los más eficientes a menudo tienen 4. Esto se debe a que el “estado superior” para la acción del láser debe ser una “transición prohibida” para que el El electrón permanecerá en estado excitado durante mucho tiempo.

A medida que pasa un fotón, perturba la función potencial del sistema, por lo que el electrón tiene una cierta probabilidad de caerse del estado, probabilidad que es mucho mayor que la caída espontánea sin el fotón.

Entonces, lo que está sucediendo, para responder lo que parece ser su pregunta, es esto:

1) inserta energía para impulsar los electrones a un estado superior
2) inserta el fotón
3) el fotón induce a los electrones a caer en estado, emitiendo el segundo fotón.

Y cómo funciona normalmente en un láser es que el “fotón insertado” es en realidad de una transición de estado no estimulada que emite un fotón de esa frecuencia pero con una fase aleatoria.

En el caso simple de dos niveles, dos fotones no son emitidos por emisión estimulada.

Para tener una emisión estimulada, debe comenzar con un electrón en el estado excitado. Puede llegar allí absorbiendo un fotón o por algún otro proceso. Esto se muestra en la parte “Antes de la emisión” de la ilustración.

Luego, como se muestra en la parte “Durante la emisión”, una onda de luz incidente (compuesta de fotones) hace que el electrón pase al estado fundamental, “estimulando” la emisión de un fotón. Entonces, terminas con los fotones incidentes más el fotón que se emitió.

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