半導体用語集
誘導放出
英語表記：stimulated emission, induced emission
物質が高いエネルギー準位E₂の励起状態2にある時，外部から入射した光（電磁波）と相互作用して，より低いエネルギ準位E₁の状態1に遷移する過程で光（電磁波）を放出することを誘導放出といい，その光を誘導放出光という。誘導放出光の位相や偏光は入射光（電磁波）と同一であり，光（電磁波）はコヒーレントに増幅される。誘導放出はレーザやメーザの原理となっている。
低いエネルギー準位1にある粒子数N₁個，高いエネルギー準位2にある粒子数をN₂個とする時，エネルギーhv₀=E₂-E₁の光が入射すると，この光の強度Npに比例する，準位1から2への遷移（吸収）および準位2から1への遷移（誘導放出）と，入射光に依存しない準位2から1への遷移（自然放出）が起こる。それぞれの遷移確率をB₁₂，B₂₁，A₂₁とすると，熱平衡では次の式がなりたつ。
N₁B₁₂Np=N₂(A₂₁+B₂₁Np)
ここで，A₂₁は自然放出確率，または自然放出係数，またはアインシュタインのA係数，B₁₂とB₂₁はともに等しく誘導放出係数，またはアインシュタインのB係数と呼ばれる。これと光の強度との積B₁₂Np=B₂₁Npは誘導放出確率を与える。またA₂₁/B₂₁=8πhv₀³/c³（h：プランクの定数，c：光速度）の関係も知られている。
レーザまたはメーザは何らかの手法で，N₂>N₁の状態（反転分布，あるいは負温度状態という）を形成して，自然放出光を種として誘導放出を起こし，増幅された光を共振器によりフィードバックさせることによリ発振させるものである。反転分布を形成することを励起という。広く知られている気体レーザでは放電により，また，色素，固体レーザでは光を用いた励起法が広く行われている。半導体レーザでは電流注入により価電子帯と伝導帯の準位間で反転分布を形成し，電子と正孔の再結合における誘導放出によりレーザ発振をえる。
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