spontan emission är den grundläggande processen för ljusgenerering. Så här fungerar det:
* upphetsat tillstånd: En atom eller molekyl absorberar energi, vilket får en elektron att hoppa till en högre energinivå.
* Övergång: Den upphetsade elektronen är instabil och vill naturligtvis återgå till sitt marktillstånd (lägre energinivå).
* fotonemission: För att göra detta släpper elektronen den absorberade energin som en foton av ljus. Detta händer slumpmässigt, och fotons riktning och fas är oförutsägbara.
Stimulerat emission är en annan mekanism där ljusemission påverkas av befintligt ljus.
* fotoninteraktion: En foton med samma energi som energiskillnaden mellan det upphetsade tillståndet och marktillståndet interagerar med den upphetsade atomen.
* tvingad övergång: Denna interaktion tvingar den upphetsade elektronen att övergå till marktillståndet och avge en andra foton.
* Identisk foton: Den utsända fotonen är identisk med den interagerande fotonen när det gäller frekvens, fas och riktning.
Här är en tabell som sammanfattar de viktigaste skillnaderna:
| Funktion | Spontan utsläpp | Stimulerad utsläpp |
| --- | --- | --- |
| Orsak: | Naturlig övergång av en upphetsad elektron | Interaktion med en foton av samma energi |
| Lätt riktning: | Slumpmässig | Samma som den interagerande fotonen |
| Ljusfas: | Slumpmässig | Samma som den interagerande fotonen |
| Ljusfrekvens: | Specifikt för energiskillnaden mellan de upphetsade och markstaterna | Samma som den interagerande fotonen |
| Effektivitet: | Låg | Hög |
| Applikationer: | Glödlampor, lysdioder | Lasers, Masers |
i enkla termer:
* spontan emission är som en slumpmässig fyrverkeri, där varje explosion avger ljus i en annan riktning och färg.
* Stimulerat emission är som en synkroniserad fyrverkeri, där alla fyrverkerier exploderar samtidigt, vilket skapar en stark och sammanhängande ljusstråle.
Kraften i stimulerad utsläpp:
Stimulerad utsläpp är grunden för lasrar och masers. Genom att tillhandahålla en konstant ström av fotoner (ofta genom ett optiskt hålrum) kan vi förstärka ljusemissionen genom stimulerad emission, vilket resulterar i en mycket fokuserad och sammanhängande stråle.
Däremot är spontan emission grunden för glödlampor och lysdioder, där ljuset genereras slumpmässigt och inte lika intensivt eller riktningsfokuserat.
