激光跃迁

激光跃迁（或放大器跃迁）是某些激光活性离子的两个电子能量等级之间的跃迁，比如：将发生受激发射将光学放大，这种放大可用于光放大器或是激光器。

一般满足以下条件，就可以将某些光学跃迁可以作为有效的激光跃迁：

• 必须以某种方式强烈填充上层，比如是通过光泵浦。
• 理想情况下，从高能量级到低能量级的受激发射是主导过程，任何额外的辐射和非辐射跃迁会相对较弱。从数量上来讲，与逆受激发射率相比，上能态寿命会很大。
• 应该会有一种机制，这样可以在受激发后迅速减少低级的激光能级，这样方便对该跃迁的重吸收不会有强烈的影响。

图：重要泵浦（蓝色）和放大器（红色）跃迁的各种激光活性离子的能量级图。并且每条水平线表示一个完整的斯塔克水平流形，也包含多个斯塔克水平。能量级和跃迁波长在某种程度上是来决定主体材料，虚线则表示快速非辐射多声子跃迁。

激光跃迁表现的形式之一：

一些激光增益介质提供了几乎在理想特性的激光过渡，例如：Nd:YAG中的钕离子表现出从上斯塔克流形4F3/2到下流形4I11/2的转变。其中1064nm的波长会受激发射，有效的泵浦是会发生的，大约有 808 nm（尽管有着明显的量子缺陷），这是因为来自上级能量的自发发射相当薄弱（由于窄的发射带宽），并且下级能量通过多声子跃迁会迅速地减少。

激光跃迁表现的形式之二：

其中的准三能级激光跃迁的介质，最后一个条件不能完美的满足，因为较低能量等级属于基态流形，如：Yb:YAG 中的 1030-nm 和 1050-nm 跃迁以及Nd:YAG 中从4F3/2 到基态流形4I9/2 的 946-nm 跃迁，激光跃迁产生的重吸收往往会增加阈值泵浦功率，但在另一方面，这种跃迁不仅具有实力相当低的量子缺陷，因此相应地优化激光器设计，则会引起有效的激光操作。