Population Inversion

释义 Definition

粒子数反转（也称“布居数反转”）：在物理学（尤其是激光与量子电子学）中，指一个系统里高能级的粒子数（如原子、分子或电子）多于低能级的粒子数的状态。它是产生受激辐射并实现激光放大的关键条件。（在热平衡状态下通常相反。）

发音 Pronunciation (IPA)

/ˌpɑːpjəˈleɪʃən ɪnˈvɝːʒən/

例句 Examples

A laser requires population inversion to work.
激光器要正常工作需要粒子数反转。

By pumping the medium with energy, the experiment achieved a stable population inversion, enabling stimulated emission to dominate over absorption.
通过向介质注入能量，实验实现了稳定的粒子数反转，使受激辐射在整体上超过吸收过程。

词源 Etymology

population 原义为“人口、数量”，来自拉丁语 populus（人民）及相关派生；在科学语境中引申为“某一能级上粒子的占据数/分布数量”。inversion 来自拉丁语 inversio，意为“颠倒、反转”。合起来 population inversion 直译为“数量分布的反转”，指能级占据从常态（低能级多）变为反常（高能级多）的状态。

相关词 Related Words

• Absorption
• Amplification
• Emission
• Excitation
• Gain
• Laser
• Photon
• Pumping
• Quantum
• Stimulated Emission

文学与著作 Literary Works

• 《Principles of Lasers》（Orazio Svelto）：系统讲解激光原理时大量使用 population inversion。
• 《Lasers》（Anthony E. Siegman）：讨论激光增益与阈值条件时频繁出现该术语。
• 《Optics》（Eugene Hecht）：在激光与受激辐射章节中介绍 population inversion 的概念与作用。
• 《Quantum Electronics》（常见教材名，如相关量子电子学教材）：在受激辐射与增益介质部分常以该术语作为核心条件之一。