刺激対自発的放出：光発生の重要な違い
自発放出 光発生の基本プロセスです。これがどのように機能しますか：
* 励起状態： 原子または分子はエネルギーを吸収し、電子がより高いエネルギーレベルにジャンプします。
* 遷移： 励起された電子は不安定であり、当然、その基底状態（エネルギーレベルが低い）に戻りたいと考えています。
* 光子放出： これを行うために、電子は光の光子として吸収されたエネルギーを放出します。これはランダムに発生し、光子の方向と位相は予測できません。
刺激放出 光発光が既存の光によって影響を受ける別のメカニズムです。
* 光子相互作用： 励起状態と基底状態のエネルギー差と同じエネルギーを持つ光子は、励起原子と相互作用します。
* 強制遷移： この相互作用により、励起された電子は基底状態に戻り、2番目の光子を放出します。
* 同一の光子： 放出された光子は、周波数、位相、方向の点で相互作用する光子と同一です。
これが重要な違いを要約するテーブルです。
|機能|自発放出|刺激放出|
| --- | --- | --- |
| 原因： | 励起電子の自然遷移| 同じエネルギーの光子との相互作用|
| 明るい方向： | ランダム| 相互作用する光子と同じ|
| 光相： | ランダム| 相互作用する光子と同じ|
| 光周波数： | 励起状態と基底状態のエネルギーの違いに固有の| 相互作用する光子と同じ|
| 効率： | 低| 高|
| アプリケーション： | 白熱電球、LED | レーザー、メーザー|
簡単に言えば：
* 自発放出 ランダムな花火のディスプレイのようなもので、各爆発は異なる方向と色で光を放出します。
* 刺激放出 すべての花火が同時に爆発し、強力で一貫した光のビームを作成する同期花火ディスプレイのようなものです。
刺激放出の力：
刺激された放出は、レーザーとメーザーの基礎です。一定の光子の流れを提供することにより（多くの場合、光学空洞を介して）、刺激された放出を介して光放出を増幅し、高度に焦点を合わせてコヒーレントなビームになります。
対照的に、自発的な放出は電球とLEDの基礎であり、光はランダムに生成され、強度または方向に焦点を合わせていません。
