Quantum defect
क्वांटम दोष शब्द दो अवधारणाओं को संदर्भित करता हैः लेजर में ऊर्जा हानि और क्षारीय तत्वों में ऊर्जा स्तर। दोनों क्वांटम प्रणालियों से संबंधित हैं जहाँ पदार्थ प्रकाश के साथ अंतःक्रिया करते हैं। लेजर विज्ञान में, "क्वांटम दोष" शब्द इस तथ्य को संदर्भित करता है कि एक पंप फोटॉन की ऊर्जा आम तौर पर एक संकेत फोटॉन (आउटपुट विकिरण का फोटॉन) की तुलना में अधिक होती है। ऊर्जा अंतर गर्मी के कारण खो जाता है, जो मल्टीमोड असंगत पंप द्वारा वितरित अतिरिक्त एन्ट्रापी को दूर ले जा सकता है। लेजर के क्वांटम दोष को पंपिंग फोटॉन की ऊर्जा के उस हिस्से के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो लेसिंग के दौरान लाभ माध्यम में खो जाता है (लेसिंग तरंग दैर्ध्य पर फोटॉन में नहीं बदल जाता है)। पंप की दी गई आवृत्ति और लेसिंग की दी गई आवृत्ति पर, क्वांटम दोष। इस तरह के क्वांटम दोष में ऊर्जा के आयाम होते हैं; कुशल संचालन के लिए, लाभ माध्यम (ऊर्जा की इकाइयों में मापा जाता है) का तापमान क्वांटम दोष की तुलना में कम होना चाहिए। क्वांटम दोष को निम्नानुसार भी परिभाषित किया जा सकता हैः पंप की दी गई आवृत्ति और लेसिंग की दी गई आवृत्ति पर, क्वांटम दोष; इस परिभाषा के अनुसार, क्वांटम दोष आयामहीन है। एक निश्चित पंप आवृत्ति पर, क्वांटम दोष जितना अधिक होगा, बिजली दक्षता के लिए ऊपरी सीमा उतनी ही कम होगी। हाइड्रोजेनिक परमाणुओं में एक क्षारीय परमाणु का क्वांटम दोष हाइड्रोजन तरंग फलन की क्लासिक गणना द्वारा अनुमानित ऊर्जा स्तरों में सुधार को संदर्भित करता है। एक क्षारीय परमाणु के एकल संयोजकता इलेक्ट्रॉन द्वारा अनुभव की जाने वाली क्षमता का एक सरल मॉडल यह है कि आयनिक कोर प्रभावी चार्ज ई के साथ एक बिंदु चार्ज के रूप में कार्य करता है और तरंग कार्य हाइड्रोजेनिक होते हैं। हालांकि, आयनिक कोर की संरचना छोटी त्रिज्या पर क्षमता को बदल देती है। हाइड्रोजन परमाणु में 1/r विभव एक इलेक्ट्रॉन बंधन ऊर्जा की ओर ले जाता है जिसके द्वारा दिया जाता है जहां राइडबर्ग स्थिरांक है, प्लैंक का स्थिरांक है, प्रकाश की गति है और प्रमुख क्वांटम संख्या है। छोटे कक्षीय कोणीय संवेग वाले क्षारीय परमाणुओं के लिए, आयन कोर में संयोजकता इलेक्ट्रॉन का तरंग फलन गैर-नगण्य है जहां ई के प्रभावी आवेश के साथ प्रदर्शित कूलम्ब क्षमता अब क्षमता का वर्णन नहीं करती है। स्पेक्ट्रम को अभी भी एक कोणीय संवेग पर निर्भर क्वांटम दोष के साथ राइडबर्ग सूत्र द्वारा अच्छी तरह से वर्णित किया गया हैः सबसे बड़ा बदलाव तब होता है जब कक्षीय कोणीय संवेग 0 के बराबर होता है (आमतौर पर 's' लेबल किया जाता है) और इन्हें क्षारीय धातुओं के लिए तालिका में दिखाया गया हैः सौर कोशिका की बाहरी क्वांटम दक्षता भी देखें संदर्भ परमाणु लेजर विज्ञान