Absorción y emisión estimulada

La absorción y la emisión estimulada son dos de los procesos atómicos que pueden tener lugar debido a la incidencia de un campo de radiación externo y que aún no forman parte de Abako. Como parte de mi tesis se ha propuesto su inclusión en el código.

Como puntualización mencionaré el hecho de que el campo de radiación interno si se está tratando en Abako actualmente, mediante el formalismo del factor de escape, así que en mi desarrollo puedo dejar de lado la ecuación de transferencia radiativa y centrarme en el fenómeno físico.

Mi primera aproximación va a consistir en calcular la emisión estimulada como la integral para todas las frecuencias de la sección eficaz de la absorción estimulada por la intesidad media del campo externo (ecuación 3, sigma y J para sección eficaz e intensidad media). Aplicando las relaciones de Einstein entre la emisión espontánea y la emisión estimulada (la B y la A en la ecuación 1, respectivamente) podemos expresar la integral anterior como una constante multiplicada por la integral en todas las frecuencias del perfil de línea Voigt por una función planckiana. El perfil de Voigt sale de sustituir la sección eficaz por su equivalente (ecuación 2).

Como medida de precaución para la aplicación de otros campos de radiación no planckianos, ya he desarrollado un módulo Fortran que integra una función cualquiera con el perfil Voigt. ¡Cómo me gustan los punteros a funciones! En el futuro incluso generalizaré el mallado del dominio de integración, pero eso no es tan importante ahora mismo.

Utilizando la relación entre los coeficientes de tasas de de la emisión y la absorción (ecuación 4, pero sólo porque aproximamos las intensidades medias de emisión y absorción por el mismo valor en la ecuación 5), se puede calcular la de este último mediante la del primero, y a continuación integrar para obtener el coeficiente de tasa. En la ecuación 4 las g representan la degeneración de los niveles i y j del ión zeta.

Los coeficientes de estos dos procesos, la absorción y la emisión estimulada, contribuirán a la matriz de tasas de modo que, en teoría, deberían crear un pico extra en la gráfica de poblaciones iónicas. Cuando disponga de gráficas, las pondré aquí como de costumbre.

Posted by dsuarez April 2008

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