発光と光増幅について

質問

発光と光増幅について

現在、大学で光増幅(optical amplification)の評価を行おうと思っているのですが、これは発光の評価(photo emission もしくは photo luminescence)を行っているのと同じでしょうか。
違うならば、どこがどう違うのかも教えてください。
よろしくお願いします。

回答No.1

BOMBARDMENT · ベストアンサー

光増幅とは、光増幅器の入力側に励振された光を増幅するもので、電気信号などをアンプで増幅する場合の「電気」を「光」にしたものです。なので、発光とはちょっと違いますね。

光ファイバケーブルで光信号を伝達させると、距離が長くなると光が減衰するので、光ファイバにエルビウムをドープした光ファイバ増幅器で、光を直接増幅する方法が既に実用化されている模様です（昔は、光信号をフォトダイオードなどで一旦電気信号に変換して電気的に増幅し、その後また光信号に戻すという中継方式が普通でした）。

発光というのは、白熱電球などの発熱に伴うもの、ルミネセンスのような、外部エネルギーによって物質を励起状態にして、その後の電子・正孔対が再結合することに伴うものなどですね。

補足

早速のご回答ありがとうございます。
新たに質問したいのですが、ご回答にありましたエルビウムを使った光増幅とありますが、これは反転分布状態に励起した後、誘導放射によって増幅しているんですよね。これは光増幅ですが、誘導放射ではなく自然放射の場合は発光になるのでしょうか。

回答No.2

BOMBARDMENT

No.1です。

発光という現象の定義から回答させていただきます。

発光とは、「そこに光がない状態であったのが、エネルギー変換の過程を経て光を放出すること」であると考えます。化学ルミネセンスなどのように、化学エネルギーが直接光エネルギーに変わるものもあれば、フォトルミネセンスや蛍光のような、光励起現象による発光もありますね。

ＬＥＤは自然放出光を放射する発光現象だけを利用したデバイスですね。それから半導体レーザは、活性層で発生した自然放出光をファブリ・ペロー共振器に導いて反転分布を起こさせ、誘導放出光を得る、一種の光増幅器としての機能をも有するデバイスですか。光ファイバ増幅器は、まあ、この半導体レーザのファイバ版というところでしょうか？励起に使われるのはファイバ増幅器ではコヒーレント光という違いはありますが、半導体レーザでももちろん光増幅は可能です。

お礼

ご丁寧な説明ありがとうございました。
イメージはつかめました。もう少し勉強します。