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La figure représente les photons interagissant avec des atomes excités dans le milieu actif d’un laser. Combien de photons passeront à travers la région en pointillés illustrée sur la figure ? Supposons que tous les atomes restent à l’état excité jusqu’à ce qu’ils émettent un photon.
Dans notre figure, nous avons trois atomes ici, ici et ici. Et en plus de ces atomes, nous voyons des photons. Pour l’atome de gauche, nous avons un photon entrant et interagissant avec cet atome, ce qui conduit alors l’atome à se désexciter à un état d’énergie inférieur et à émettre dans le processus un photon identique à celui qui interagissait avec lui. Nous voyons alors que de par la désexcitation de cet atome à un état d’énergie inférieure, le nombre de photons a doublé. Ce processus est répété pour les deux atomes de droite. Chacun a un photon qui interagit avec lui. Et ces photons sont de fréquence identique à notre photon d’origine en interaction.
Dans chaque cas, nous nous attendons donc à ce que ces deux atomes passent à un état d’énergie inférieur et émettent un photon identique au photon en interaction qui stimule cette émission. Chacun des atomes à droite émet alors son propre photon. Nous pouvons dire que ce sont ces deux-là, et ce sont des copies des deux photons originaux en interaction qui, au lieu d’être absorbés, existent toujours. Sachant tout cela, nous pouvons répondre à notre question. Le nombre de photons qui traversent la région en pointillés représentée dans la figure est de quatre, un pour chacun des atomes illustrés à droite dans notre figure et un pour la stimulation de l’émission de photons de chaque atome, soit un total de quatre.
