Stimulated Emission, Spontaneous Emission, Natural Emission   유도 방출, 자발 방출, 자연 방출

(2022-06-12)

1. 방출 (Emission) 이란?물질에서 입자,파동, 형태로 에너지를 내놓는 현상

  ㅇ 방출 현상 구분
     - 광자 방출
        . 전자가 높은 에너지준위로 들뜬 후, 낮은 에너지준위로 떨어지면,
        . 그 만큼의 에너지 차이 (과잉 에너지)를 지닌 광자를 방출            ☞ 광자 에너지 참조
     - 전자 방출
     - X선 방출
     - 열 방출 (열 복사) 등

  ㅇ 방출 방식 구분
       
     - 여기상태전자가 자발적으로 낮은 준위로 떨어짐  => 자연방출
     - 다른 광자흡수에 의한 상호작용에 의해 새로운 광자의 방출  => 유도방출


2. 자연 방출 / 자발 방출 (Natural Emission/Spontaneous Emission)전자가 들뜬 에너지 준위에 잠시 머무르다가 원래의 낮은 준위로 돌아가며 광자를 방출
     - 즉, 잉여 에너지를 방출하는 현상
     - 자연방출되는 은 서로간에 독립적으로 비간섭성(Noncoherent)을 갖음  
        
  ※ 자발적 : 외부 도움 없이 평형을 이루려는 방향으로 만 일어남   ☞ 자발적 과정 참조

  ㅇ 응용 例  ☞ LED


3. 유도 방출 (Stimulated Emission)

  ㅇ 외부 광자에 의한 상호작용에 의해 높은 에너지 준위에 있는 전자를 낮은 준위로 끌어
     내리는 천이를 통해 광자를 방출하는 현상

  ㅇ 유도방출의 기본전제   ☞ 밀도반전
     - 높은 에너지 준위에 있는 입자의 수가 낮은 준위에 있는 입자의 수보다 많아야 함

  ㅇ 하나의 입사 광자가 결국 2개의 동상(in phase)인 방출 광자를 만들어냄
     - 방출 광자는 입사 광자와 똑같은 쌍둥이
        . 같은 위상, 같은 주파수, 같은 편광상태, 같은 진행방향, 같은 에너지
     - 유도방출되는 입사파가간섭성(Coherence)을 갖음  
     - 이득(Gain)이 있게됨 

  ㅇ 응용 例  ☞ 레이저



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