Почему переход электронов вниз в трехуровневой схеме накачки лазера безызлучательный?

Хотя ответ Стефана Бишофа правильный, я хотел бы добавить несколько вещей.

Ваш главный вопрос заключается в том, как возбужденный электрон может безызлучательно релаксировать, не испуская фотонов.

Ответ на вопрос — фононы. При безызлучательной релаксации энергия рассеивается в виде фононов, т. е. колебаний решетки твердого тела (или жидкости).

Фононы — это коллективные возбуждения в периодическом упругом расположении атомов или молекул в конденсированном веществе. Фонон — это КМ-описание элементарного колебательного движения, при котором решетка атомов или молекул равномерно колеблется на одной частоте.

Итак, ответ на ваш вопрос заключается в том, что электроны релаксируют, высвобождая фононы, то есть колебательные движения в решетке, а это форма рассеяния энергии и тепла.

Эти переходы от E3 к E2 могут быть колебательными и вращательными модами активной среды. Сохранение энергии обеспечивается фононами (в твердых телах, колебаниями решетки) или тепловым излучением (в газе).

Например, четырехуровневая система. Столкновения гелия и неона. См. He-Ne лазер . Накачка гелия в возбужденное состояние. Столкновение маленького атома с неоном является передачей энергии. Поскольку энергетические уровни квантуются, часть энергии будет приходиться на инфракрасное излучение.

Запрещенные переходы нарушают законы сохранения. Например, квантовые числа или сохранение импульса.