普通光源和激光在發(fā)光機(jī)制上有著共同的基礎(chǔ)原理。光源的發(fā)光過程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)換和釋放過程。

在原子物理中，根據(jù)玻爾的氫原子理論，電子在原子外的能量狀態(tài)是不連續(xù)的，也稱為定態(tài)。當(dāng)電子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)時(shí)，其能量會(huì)發(fā)生改變。這種能量變化遵循能量守恒定律，并以光能的形式釋放出來。在普通光源中，這種躍遷是自發(fā)進(jìn)行的，光子的頻率、偏振和相位都是隨機(jī)的，因此相干性較差。

相較之下，激光光源中的電子躍遷則是受激輻射為主。這種躍遷過程中，各個(gè)光子具有相同的頻率、偏振和相位，因此相干性極強(qiáng)。這種相干性使得激光在干涉、衍射等光學(xué)現(xiàn)象上具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

LED的發(fā)光機(jī)制

LED，即發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件。其核心是一個(gè)半導(dǎo)體晶片，晶片的一端附在支架上，形成負(fù)極，另一端連接電源正極，整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。這個(gè)晶片由P型和N型半導(dǎo)體組成，中間通常是量子阱。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片時(shí)，電子和空穴會(huì)被推向量子阱，并在其中復(fù)合，以光子的形式發(fā)出能量。光的波長決定了光的顏色，而這是由形成P-N結(jié)的材料決定的。

白熾燈及其他光源的發(fā)光原理

白熾燈則是利用物體的熱輻射原理發(fā)光的。當(dāng)燈絲的溫度達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)發(fā)出可見光。為了延長白熾燈的使用壽命和方便使用，現(xiàn)代白熾燈采用了真空玻璃管、燈腳和填充惰性氣體等技術(shù)。

日光燈的發(fā)光機(jī)制則是通過鎮(zhèn)流器提供脈沖電壓，使燈絲預(yù)熱并激發(fā)電子。這些電子與燈管內(nèi)部的汞原子碰撞產(chǎn)生紫外光，紫外光再通過熒光粉折射出可見光。

有機(jī)發(fā)光器件的效率指標(biāo)

在有機(jī)發(fā)光世界中，有兩個(gè)重要的效率指標(biāo)：外量子效率（EQE）與內(nèi)量子效率（IQE）。IQE衡量的是激子復(fù)合產(chǎn)生的光子數(shù)與注入的載流子數(shù)量的比例，反映了材料的發(fā)光潛力。而EQE則是光子實(shí)際發(fā)射量與注入載流子總數(shù)的比率，反映了器件的整體轉(zhuǎn)換效率。提升這些效率參數(shù)是提升有機(jī)發(fā)光器件性能的關(guān)鍵。

RGB LED的發(fā)光原理

RGB LED的發(fā)光則主要涉及PN結(jié)的電子-空穴復(fù)合過程。PN結(jié)是一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，當(dāng)施加正向電壓時(shí)，P區(qū)的空穴和N區(qū)的電子會(huì)相遇并復(fù)合，釋放出的能量以光子的形式表現(xiàn)。通過控制注入電子和空穴的種類和數(shù)量，可以產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三種基本顏色的光，進(jìn)而組合出豐富多彩的視覺效果。

總結(jié)與擴(kuò)展

無論是普通光源、激光、LED還是其他光源，其發(fā)光原理都涉及到能量的轉(zhuǎn)換和釋放過程。深入理解這些原理和效率指標(biāo)，對(duì)于提升光源性能、延長使用壽命以及創(chuàng)造更豐富的視覺效果具有重要意義。白光LED與RGB LED雖然目標(biāo)都是達(dá)到白光效果，但實(shí)現(xiàn)方式有所不同。RGB LED通過紅綠藍(lán)三色的混合達(dá)到白光效果，而白光LED則可以直接發(fā)出白光。這兩種方式各有特點(diǎn)，都為我們的生活帶來了豐富多彩的視覺體驗(yàn)。