定义
一种光谱方法,通常用于获得激光增益介质发射光谱的缩放。
吸收和发射截面背景下的互惠原则可以追溯到阿尔伯特·爱因斯坦。考虑到最简单的情况 - 两个非简并电子能级之间的跃迁 - 该原理表明该跃迁的吸收和发射截面必须相同。
爱因斯坦已经考虑过上层和下层可能存在简并的情况的重要概括,即它们实际上由多个层次组成,每个层次具有相同的能量。这种情况经常发生在孤立原子或离子的电子状态上,只要它们不暴露在电场或磁场中。这里,可以使用有效跃迁截面来描述所涉及的任何水平之间跃迁的可能性,并且有效发射与吸收截面的比率不再是统一的,而是等于较低水平的简并因子除以较高水平的简并因子。这很容易理解:例如,发射(但不是吸收)受到较低能级的大简并的青睐,即在较低能级流形中对最终状态的大量“选择”。
在固态增益介质中,情况更为复杂,因为激光活性离子与晶体场的相互作用部分消除了简并。因此,存在具有水平能量扩散的斯塔克级流形。由于这种分裂可以与热能相当(或大于)热能kB吨,子水平的平均总体分数根据玻尔兹曼分布而不同。结果,来自上层流形的最高层子层的发射变弱,来自下层流形的最高层子层的吸收也变弱。然而,即使在这种制度下,互惠原则仍然可以以方便的形式使用,这是McCumber于1964年[1]在他的光谱理论(现在称为McCumber理论)的背景下发表的。相应的文章引用了麦坎伯关系

通常用于处理光谱数据。常数E0可以使用互易原理计算,如果流形内的斯塔克能级位置已知。
请注意,互易关系并不总是以高精度实现,因为振动相互作用会导致偏差[2]。
参考文献
[1] D. E. McCumber, “Einstein relations connecting broadband emission and absorption spectra”, Phys. Rev. 136 (4A), A954 (1964), doi:10.1103/PhysRev.136.A954
[2] B. F. Aull and H. Jenssen, “Vibronic interactions in Nd:YAG resulting in nonreciprocity of absorption and stimulated emission cross sections”, IEEE J. Quantum Electron. 18 (5), 925 (1982), doi:10.1109/JQE.1982.1071611