白熾燈，LED，激光/LASER 1.1
本文簡單介紹一下三種燈的發光原理。
白熾燈，電 --> 熱 --> 光
LED，Spontaneous emission
LASER， Stimulated emission
白熾燈
白熾燈內燈絲電阻為 R， 家用電源電壓為 U，流經燈泡燈絲電流為I，那麼根據歐姆定律Ohms law，我們可知：
由焦耳定律Joule heating，我們可知，電阻通過電流會發熱：
發熱，就會有溫度變化 ，一個物質的比熱容（Specific Heat Capacity，符號c）是一定的，根據比熱容記得算公式可以知道質量為m的物質，溫度變化
是多少：
而有了溫度變化就有黑體輻射，（黑體輻射指處於熱力學平衡態的黑體發出的電磁輻射。黑體輻射的電磁波譜只取決於黑體的溫度。），不擺複雜的公式了，大概看個圖把：
可見光的波長是400～760nm之間，小於這個就是紫外線，高於就是紅外線。
白熾燈的溫度3000度左右，可以看到大部分能量集中在了紅外光附近，所以白熾燈很浪費能量。
LED
一個物質比如 GaAs 砷化鎵，它擁有直接能隙，那麼被賦予能量（一般是通電），電子從低能級 E1 躍遷到高能級 E2，它就自動的從 高能級 E2（一般是導帶）躍遷回低能級 E1 （一般是價帶）的過程中，此時電子的能量就會通過光子的能量釋放出來：
釋放出來的光子的頻率是由能隙的大小所決定的：
光子的頻率如果在可見光範圍內我們就能直接看到，所以只要找到合適的材料，那麼他發的光就直接可以被人看到，就幾乎沒有熱量的損失。
Spontaneous emission
至於什麼是直接帶隙 direct bandgap ，這兩篇文章可以很好的解釋清楚：
yang元祐：能帶理論1——能帶理論簡介
直接帶隙和間接帶隙有什麼區別？
激光，LASER，Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的縮寫
首先是解釋什麼是 Stimulated Emission
簡單一講就是：首先有處於E2 能級的電子，它在接受光照時，會從高能級往下躍遷，同時產生更多的光子。
（要記得，電子接受能量後一般都會往上走，而這裡，他往下走了）
Stimulated emission
再來看看激光光源的原理吧：
一般來說，只有兩個能級的材料是不能做激光的，因為我們剛把能量打給處在E1能級的電子上，它就躍遷到E2能級，他立馬就又下來了。我們需要電子處於E2能級久一些，等著光照才可以。
含有三個能級的過程就是，我們把能量（一般是電），直接通給E1能級的電子，它躍遷到E3能級，然後退到E2能級（ps級別），等著光（ns級別），從而 stimulated
光的能量來源於 pumping 的能量，在來回反彈建立起足夠大能量的光後， 達到一個規定值，比如16個光子的能量，那麼就可以釋放出去，不過要這麼想，16是閾值，高於16的才能出去，低於的還是在鏡子里來回反彈。
所以在兩個鏡子里的能量是16個的時候，經歷一個 stimulated 的過程，成為32個，這時候就出去16個，留下16個繼續 一個新的stimulated 的過程。
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