Спонтанное излучение
-
Основы спонтанного излучения
- Спонтанное излучение — это процесс, при котором атом переходит из возбужденного состояния в основное состояние, испуская фотон.
- В квантовой электродинамике (КЭД) вакуумное состояние является основным состоянием, которое может смешиваться с возбужденными состояниями атома.
- Переход электрона из возбужденного состояния в основное смешивается с переходом электромагнитного поля из основного состояния в возбужденное.
-
Эволюция системы атом-вакуум
- В КЭД атом-вакуумная система описывается суперпозицией волновых функций атома в возбужденном состоянии и атома в основном состоянии с испускаемым фотоном.
- Вероятность нахождения атома в основном состоянии определяется временной эволюцией волновой функции с помощью гамильтониана.
- Спонтанно испущенный фотон имеет бесконечно много различных режимов распространения, что делает процесс распада атома практически необратимым.
-
Скорость спонтанного излучения
- Скорость спонтанного излучения зависит от атомной составляющей и полевой составляющей.
- В свободном пространстве скорость излучения пропорциональна частоте излучения в третьей степени.
- В квантовых точках можно непрерывно настраивать их размер, что позволяет проверить зависимость скорости излучения от частоты.
-
Радиационный и безызлучательный распад
- Радиационный распад происходит при излучении света, а безызлучательный распад — при выделении энергии в виде фононов.
- Безызлучательный распад обычно происходит быстрее, чем радиационный, и может происходить в полупроводниках через метастабильные состояния.
-
Квантовая эффективность
- Квантовая эффективность — это доля процессов излучения, в которых участвует излучение света.
- Безызлучательная релаксация также играет важную роль в процессах, таких как накопление электронов в метастабильных состояниях для последующего усиления оптического сигнала.
Полный текст статьи: