粒子数反转基础原理

式中k为玻耳兹曼常数，N₂、g₂和N₁、g₁分别为高能态E₂和低能态E₁的粒子数和统计权重。由于E₂＞

子数。于是原子系统的受激吸收过程总占优势，原子系统单位时间内从辐射场所吸收的光子数总是多于受激发射产生的光子数。如果采用适当的激

粒子数反转是相对于热平衡分布而言的。当体系处于粒子数反转状态时，受激辐射光子数多于被吸收的光子数，因此对光子数具有放大作用。一个激光器要实现激光运转，粒子数反转是必要条件之一。

    从△＞0可知，体系处于粒子数反转状态时，体系的温度T＜0，因而说体系处于负温度状态。这是形式上的一种说法。实际上，在热平衡状态下，T不能取负值。但是体系处于粒子数反转状态时，它并不处于热平衡状态。