光励起（読み）ひかりれいき

改訂新版　世界大百科事典

光励起 (ひかりれいき)

電磁波を吸収させることによって，分子（原子，イオン，準粒子なども含める）を，特定のエネルギー状態に励起することをいう。狭義には，ゼーマン副準位の分布数を，光を照射して変化させる方法（光ポンピング）を指す。また広い意味では，非線形散乱，光混合，光パラメトリック効果などの過程において，主たる入射光を励起光という。

　二つのエネルギー準位W₁，W₂に共鳴する電磁波ℏω＝W₂－W₁によって（ℏはプランク定数を2πで割ったもの，ωは角振動数），それぞれの分布数N₁，N₂を有効に変化させるためには，単位時間当りに吸収される光子数が，緩和によって元の状態にもどる分子数より大きくなくてはならない。すなわち入射光のパワーをP，吸収係数をα，緩和時間をτとしたとき，

　αP/ℏω（N₂－N₁）/τ　　……（1）　

の関係が満たされる必要がある。電気双極子遷移の場合には上の関係は，

　μ₁₂E/ℏ1/τ

と書き直せる。ここでμ₁₂は双極子モーメントの行列要素，Eは光の電場の強さである。物質と電磁波がコヒーレントに相互作用をしている場合には，

　μ₁₂E⊿t/ℏ＝π/2　　……（2）　

の条件を満たすとき，物質に誘起される分極は最大になる。⊿tは相互作用の持続時間である。また，

　μ₁₂E⊿t/ℏ＝π　　……（3）　

のときには，N₁とN₂の大きさが逆転する。（2）や（3）を満足するようなEと⊿tをもった光パルスをπ/2パルス，πパルスと呼ぶ。レーザーにおいて反転分布をつくるもっとも一般的な方法は光励起である。
執筆者：清水 忠雄

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

世界大百科事典（旧版）内の光励起の言及

【光化学】より

…　光は光量子(または光子)と呼ばれるエネルギー粒子の流れであり，物質に光があたると物質内の電子はこのエネルギーを得て高いエネルギー状態になる。これを光励起と呼ぶ。光励起された物質の多くはもとの状態にもどるが，種類によっては分解したり，他の物質と化学反応を起こして新しい物質を生じる。…

※「光励起」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」