爱因斯坦提出受激辐射概念

激光的理论基础早在1916年就已经由爱因斯坦奠定了。他以深刻的洞察力首先提出了受激辐射的概念。所谓受激辐射的概念是这样的：处于高能级的原子，受外来光子的作用，当外来光子的频率正好与它的跃迁频率一致时，它就会从高能级跳到低能级，并发出与外来光子完全相同的另一光子。新发出的光子不仅频率与外来光子一样，而且发射方向、偏振态、位相和速率也都一样。于是，一个光子变成了两个光子。如果条件合适，光就可以象雪崩一样得到放大和加强。特别值得注意的是，这样放大的光是一般自然条件下得不到的“相干光”。爱因斯坦是在论述普朗克黑体辐射公式的推导中提出受激辐射概念的。
     这篇论文题为《辐射的量子理论》，发表在德文《物理学年鉴》上。爱因斯坦在玻尔能级理论的基础上进一步发展了光量子理论，他不但论述了辐射的两种形式：自发辐射和受激辐射，而且也讨论了光子与分子之间的两种相互作用：能量交换和动量交换，为后来发现的康普顿效应奠定了理论基础。不过爱因斯坦并没有想到利用受激辐射来实现光的放大。因为根据玻尔兹曼统计分布，平衡态中低能级的粒子数总比高能级多，靠受激辐射来实现光的放大实际上是不可能的。因此在爱因斯坦提出受激辐射理论的许多年内，这个理论并没有太多运用，仅仅局限于理论上讨论光的散射、折射、色散和吸收等过程。直到1933年，在研究反常色散问题时才触及到光的放大。