ВЫ́НУЖДЕННОЕ ИСПУСКА́НИЕ

ВЫ́НУЖДЕННОЕ ИСПУСКА́НИЕ (ин­ду­ци­ро­ван­ное ис­пус­ка­ние), про­цесс ис­пус­ка­ния фо­то­нов час­то­ты ν воз­бу­ж­дён­ны­ми ато­ма­ми, мо­ле­ку­ла­ми и др. кван­то­вы­ми сис­те­ма­ми под дей­ст­ви­ем фо­то­нов (внеш­не­го – вы­ну­ж­даю­ще­го – из­лу­че­ния) та­кой же час­то­ты. Ис­пу­щен­ное вы­ну­ж­ден­ное из­лу­че­ние сов­па­да­ет с вы­ну­ж­даю­щим не толь­ко по час­то­те, но и по на­прав­ле­нию рас­про­стра­не­ния, по­ля­ри­за­ции и фа­зе, т. е. ни­чем от не­го не от­ли­ча­ет­ся.

По­ня­тие В. и., на­ря­ду со спон­тан­ным (са­мо­про­из­воль­ным) ис­пус­ка­ни­ем, вве­де­но А. Эйн­штей­ном в 1916 при рас­смо­т­ре­нии тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сия со­во­куп­но­сти час­тиц га­за с элек­тро­маг­нит­ным из­лу­че­ни­ем при оп­ре­де­лён­ной темп-ре. Та­кое рав­но­ве­сие (де­таль­ное рав­но­ве­сие, см. Де­таль­но­го рав­но­ве­сия прин­цип) осу­ще­ст­в­ля­ет­ся для из­лу­ча­тель­ных кван­то­вых пе­ре­хо­дов, ко­гда сум­мар­ное чис­ло про­цес­сов спон­тан­но­го ис­пус­ка­ния и В. и. рав­но чис­лу про­цес­сов по­гло­ще­ния фо­то­нов в ве­ще­ст­ве для ка­ж­дой па­ры уров­ней энер­гии, ме­ж­ду ко­то­ры­ми про­ис­хо­дит кван­то­вый пе­ре­ход. Ка­ж­дый из этих про­цес­сов ха­рак­те­ри­зу­ет­ся со­от­вет­ст­вую­щей ве­ро­ят­но­стью, при­чём ве­ро­ят­ность спон­тан­но­го ис­пус­ка­ния за­ви­сит толь­ко от свойств кван­то­вой час­ти­цы, а ве­ро­ят­но­сти про­цес­сов В. и. и по­гло­ще­ния за­ви­сят, кро­ме то­го, от спек­траль­ной плот­но­сти энер­гии внеш­не­го из­лу­че­ния u_ν. Со­от­вет­ст­вую­щие ве­ро­ят­но­сти рав­ны A_i𝑘, B_i𝑘u_ν и B_𝑘iu_ν, где A_i𝑘, B_i𝑘 и B_𝑘i – Эйн­штей­на ко­эф­фи­ци­ен­ты. Учёт В. и. и ус­ло­вий де­таль­но­го рав­но­ве­сия по­зво­лил Эйн­штей­ну вы­вес­ти на ос­но­ве кван­то­вых пред­став­ле­ний План­ка за­кон из­лу­че­ния.

В ус­ло­ви­ях тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сия ко­эф. Эйн­штей­на для В. и. мал. Од­на­ко в от­сут­ст­вии рав­но­ве­сия при ин­вер­сии на­се­лён­но­стей для уча­ст­вую­щих в пе­ре­хо­де уров­ней энер­гии (ко­гда на­се­лён­ность верх­не­го уров­ня энер­гии вы­ше, чем ниж­не­го) чис­ло про­цес­сов В. и. пре­об­ла­да­ет над чис­лом ак­тов по­гло­щения фо­то­нов внеш­не­го из­лу­че­ния и ин­тен­сив­ность из­лу­че­ния час­то­ты ν мо­жет силь­но воз­рас­тать. На этом ос­но­ва­но дей­ст­вие кван­то­вых ге­не­ра­то­ров из­лу­че­ния – ла­зе­ров и ма­зе­ров.