禁止跃迁

原子或离子具有不同的电子能级，这些能级之间的跃迁通常涉及光（光子）的发射或吸收。吸收的光子可以为原子或离子来传递能量，使其进入更高级别的能级，而自发或受激发射会释放先前储存在原子或离子中的能量，这种转变可用作激光增益介质中的激光转变。

这种转变的可能性取决于所涉及的电子能级。强转换是那些满足某些选择规则的转换。例如，偶极跃迁只能发生在角动量参数l相差1的能级之间。因此，具有相同奇偶性的能级之间的偶极跃迁是禁止的。假设LS耦合的近似值是精确的，那么一些“不太强烈禁止”的转换是被禁止的。

然而基于其他机制，例如：四极跃迁，可能会发生能级之间的偶极子禁止跃迁。此外，对于嵌入晶格或玻璃中的离子，内部电场和磁场会破坏它们的对称性，因此混合具有不同奇偶性的状态，例如一开始禁止偶极子的跃迁发生。但是，这样的过程一般是不太可能的，因为它们会表现出小的振荡器强度。得到的转换有时也会被称为较弱允许跃迁，而不是禁止过渡。正是因为有这样的过渡机制，虽然不是很强烈，但典型的高态寿命会在允许自发发射跃迁的情况下，它们是几纳秒的数量级，孤立原子或离子的禁止跃迁可以具有几毫秒甚至几秒的高上能态寿命，而对于晶体或玻璃中的离子，一般在几微秒到几毫秒之间，这种长期存在的水平状态被称为亚稳态。

固态激光增益介质中的跃迁

本质上，掺杂绝缘体的固态激光器（而不是半导体激光器和色心激光器）中的所有激光跃迁都是由内部电场实现的较弱被允许的跃迁。低跃迁率会导致上态寿命长，这样会有大量的能量存储，这是通过Q开关产生脉冲的基础产生，上能态寿命和低过渡截面的结合也是导致此类激光器出现尖峰现象和显着弛豫振荡的趋势。

较弱的自发辐射

请注意，禁止跃迁的可实现增益不一定会低于允许跃迁的增益，因为自发发射也是较弱的。总而言之，尽管发射截面σ较小，但σ -τ 乘积就有可能较大，因为较弱跃迁允许较高的上能态寿命τ。

光钟的过渡

孤立原子或离子的禁止跃迁是用于光学时钟（时钟跃迁）。在这里，长的上能态寿命是很重要的，因为它导致跃迁的线宽极窄，因此跃迁频率是非常明确的。然而不幸的是，低转变率也会使探索转变更具挑战性。