物質(zhì)是由原子組成的。原子的幾何尺寸非常小，一個(gè)普通縫衣針的針尖上就可以排列數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的原子。
1913年，年輕的丹麥物理學(xué)冢玻爾提出煆于時(shí)電于軌道模型。按照這種假設(shè),核外電子只能沿若干可能的軌道之一繞核
運(yùn)轉(zhuǎn)。相應(yīng)于一組特定的電子軌道，原子具有一定的能量。用物理學(xué)的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，即原子處于一定能級(jí)或一定的“態(tài)”。穩(wěn)定情況下，電子總是沿這樣的軌道-一即使得原于處于能量最低的狀態(tài)，通常稱之為原子的基態(tài)一運(yùn)動(dòng)。只有受到某種外來(lái)激發(fā)作用時(shí)，原子才有可能上升到較高能態(tài)，并稱為激發(fā)態(tài)。
一般來(lái)說(shuō)，電子在軌道上的分布有很多種方式，相應(yīng)地，原子會(huì)有很多能級(jí)。但是，與激光發(fā)射直接相關(guān)的主要有兩個(gè)能級(jí)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn),且不失一般性，本章只涉及原子的這兩個(gè)能級(jí)。其中能量較低的稱為激光下能級(jí),或簡(jiǎn)稱為下能級(jí),能量較高的則稱為激光上能級(jí),或簡(jiǎn)稱為上能級(jí)，只有兩個(gè)能級(jí)的原子稱為二能級(jí)系統(tǒng)。就二能級(jí)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),上能級(jí)所對(duì)應(yīng)的原子態(tài)稱為激發(fā)態(tài)，而下能級(jí)所對(duì)應(yīng)的原子態(tài)即是基態(tài)。二能級(jí)系統(tǒng)兩個(gè)能級(jí)的形象表示,這里已假定原子處于基態(tài)。
正如前面所述，處于基態(tài)的原子是穩(wěn)定的，只有當(dāng)它受到外界某種作用，并獲得一定能量時(shí)，才有可能躍遷到較高能態(tài)上去。例如,在光輻射的照射下，原子可以吸收一個(gè)具有適當(dāng)能量的光子而被激發(fā)，并躍遷到激發(fā)態(tài),這種過(guò)程稱為受激吸收躍遷。
顯然，入射光與原子系統(tǒng)作用后總的效果是被衰減還是得到放大，完全取決于以上兩種過(guò)程中哪一種占主導(dǎo)地位.如果受激吸收超過(guò)受激輻射,則光的衰減大于增益，即總的效果是光被衰減；反過(guò)來(lái)，如果受激輻射占據(jù)主導(dǎo)地位，則光將得到放大。
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