lichtgeneratie

Lichtgeneratie is het proces waarbij elektromagnetische straling, meestal in het zichtbare spectrum, wordt geproduceerd door materie. Het omvat verschillende mechanismen die fotonen opleveren, variërend van thermische processen tot elektronisch gestuurde emissie. De uitgezonden straling heeft een specifieke golflengte die afhangt van de energieniveaus of bandgap waaruit het foton ontstaat.

Een belangrijk type is thermische emissie. Bij hoge temperaturen zendt een object straling uit volgens de Planck-verband. Het spectrum is breed en afhankelijk van de temperatuur; de intensiteit en kleurtemperatuur veranderen met verhitting. Voorbeelden zijn gloeilampen en de meeste sterren.

Een tweede groep betrekt elektronisch georganiseerde emissie. In atomen kunnen elektronen terugkeren naar lagere energieniveaus en zo fotonen uitzenden, wat leidt tot fluorescentie of fosforescentie. In halfgeleiders ontstaat licht wanneer elektronen en gaten recombineren; de uitgezonden fotonen hebben een energie die afhangt van de bandgap van het materiaal. Hierdoor bepalen materialen zoals galliumarsenide of fosfor-gehalten de kleur van het licht.

Daarnaast onderscheidt men spontane emissie en gestimuleerde emissie. Spontane emissie gebeurt zonder externe fotonen, terwijl gestimuleerde emissie, cruciaal voor lasers, optische versterking biedt wanneer een foton een tweede foton met dezelfde richting, fase en energie uitlokt.

Toepassingen van lichtgeneratie omvatten verlichting (gloeilampen, LEDs), beeldschermen, optische communicatie en medische instrumenten. Bij de ontwikkeling spelen factoren zoals efficiëntie, levensduur, kleurtemperatuur en fotonenkwaliteit een centrale rol.