受激發射(stimulated emission)是產生激光的重要步驟。激光工作物質的兩個能級E2和E1滿足輻射躍遷的選擇定則,當處于高能級E2的粒子受到光子能量為ε=hν=E2-E1的光照射時,粒子會由于這種入射光的刺激而發射與入射光子一模一樣的光子,而躍遷到低能級E1。也就是說,粒子躍遷發射的光與入射光二者的頻率都是:
ν=(E2-E1)/h
且有相同的偏振方向和傳播方向,它們是相干的。這個過程稱為光的受激發射。
設在時刻t處于高能級E2上粒子數密度為N2(t),頻率為ν的入射光的單色輻射能量密度為ρν,在t至t+dt時間內單位體積中從高能級E2受激發射而躍遷到低能級E1的粒子數dN21為:
dN21=B21N2ρνdt
B21稱為受激發射系數,它是粒子能級系統的特征參量。如記W21=B21ρν,則有
W21=B21ρν=dN21/N2dt
即W21是單位時間內,在單色輻射能量密度ρν的光照射下,由于受激發射躍遷到低能級E1的粒子數在能級E2總粒子數中所占的比例。也就是E2能級上每一個粒子在單位時間內發生受激發射的概率。所以W21稱為受激發射躍遷概率。它與ρν成正比,而不像自發發射躍遷概率A21那樣對一確定的能級系統是一常數。