Lichtabgabe

Lichtabgabe bezeichnet die Emission von Licht aus einem Körper oder System, die durch die Rückkehr angeregter Elektronenzustände erfolgt, wobei Photonen freigesetzt werden. Sie tritt in Atomen, Molekülen, Halbleitern und Festkörpern auf und dient als Grundlage zahlreicher optischer Phänomene und technischer Anwendungen. Im Gegensatz zur Lichtaufnahme ist Lichtabgabe der Prozess der Emission von Licht.

Die Emission kann durch verschiedene Mechanismen erfolgen. Spontane Emission erfolgt ohne äußere Störung, wenn ein angeregter Zustand zufällig zerfällt und ein Photon erzeugt. Stimulierende Emission wird durch das Vorhandensein eines externen Photons angeregt, was zu einer kohärenten Ausbreitung des Emissionsprozesses führt. Daneben kann Energie auch nicht-radiativ abgegeben werden, etwa als Wärme durch Kopplung an Gittervibrationen, worauf die Lichtabgabe reduziert oder verzögert wird. Die Effizienz der Lichtabgabe wird oft durch den Quantenwirkungsgrad (Quantum Yield) beschrieben, also der Anteil der Zerfälle, die photonische Emission zur Folge haben.

Quellen der Lichtabgabe umfassen incandescent (thermische Strahlung), lumineszente Materialien (Fluoreszenz, Phosphoreszenz) sowie elektroluminescente Bauelemente wie LEDs und OLEDs. Laser erzeugen kohärentes Licht durch stimulierte Emission und entsprechende Verstärkung in einer optischen Resonatorstruktur.

Messgrößen der Lichtabgabe enthalten Radiant Flux (W), Luminous Flux (Lumen) sowie spektrale Verteilungen, Leuchtdichte und Farbcharakteristik. Wichtige Konzepte sind Lebensdauer der angeregten Zustände und der relative Anteil radiativer Prozesse. Anwendungen reichen von Beleuchtung und Displays über Telekommunikation bis hin zu Photovoltaik und Lasertechnologie.