Techniklexikon

induzierte Emission

spezieller Fall der Emission elektromagnetischer Strahlung beim Übergang eines Atoms oder Moleküls von einem energetisch höheren Niveau 2 in ein niedrigeres Niveau 1. Die induzierte Emission kann, im Gegensatz zur spontanen Emission, nur auftreten, wenn ein äusseres Strahlungsfeld geeigneter Frequenz vorhanden ist. Dieses äussere Strahlungsfeld erfährt dabei (umgekehrt zur Absorption) eine Erhöhung (statt eine Erniedrigung) der Photonenzahl in der entsprechenden Mode, wobei die ausgesandten Photonen ausser in Frequenz und Richtung auch in Phase und Polarisation mit den induzierenden Photonen übereinstimmen. Dieser Prozess ist wegen des Pauli-Prinzips nur bei Bosonen, aber nicht bei Fermionen möglich.

Die Übergangsrate der induzierten Emission ist für ein gegebenes System proportional zur Anzahl N₂ der Teilchen im Zustand 2 sowie zur Photonenzahl n_n in der entsprechenden Mode und darüberhinaus abhängig von der Linienform  (n) des elektronischen Übergangs:,(wobei hn = DE₂₁ die Energie des emittierten Photons ist). Wegen der Abhängigkeit von der Anzahl geeigneter angeregter Teilchen und Photonen ist die induzierte Emission in vielen Fällen zu vernachlässigen. Sie besitzt jedoch eine besondere Bedeutung in der nichtlinearen Optik und als Voraussetzung für das Funktionsprinzip des Lasers.