Inverze populace

Inverze populace je takový fyzikální stav kvantové soustavy, při kterém došlo k takovému obsazení energetických hladin částicemi, které neodpovídá rovnovážnému rozdělení tj. kdy jistém kvantovém přechodu populace horní energetické hladiny vyšší než na hladině dolní. V případě kvantových generátorů je dosažení inverze populace nutnou podmínkou ke vzniku stimulované emise a tím i zesilování. Inverze populace se dá docílit intenzivním buzením a volbou energetických hladin s vhodnými parametry. V pevné a plynné fázi lze dosáhnout inverze populace optickým buzením.

Boltzmanovo rozdělení

Popisuje populaci hladin souboru kvantových soustav při termodynamické rovnováze

$\frac{N_2}{N_1}=\exp (-\frac{E_1-E_2}{kT})=\exp (-\frac{h\nu }{kT})=\exp (-\frac{h{c}_0}{\lambda kT})$

$N_2/N_1$ představuje poměr excitovaných stavů ku počtu základních stavů.