Pro vyzařování světla se používá několik typů polovodičových součástek. LED a laserové diody jsou velmi běžně používané svítilny, lékařské přístroje, semafory atd., ale hlavní rozdíl mezi těmito dvěma zařízeními spočívá v principu práce.
Povaha světla vyzařovaného těmito zařízeními je také odlišná, a proto má různé aplikace.
Key Takeaways
- LED diody (Light Emitting Diode) vyzařují světlo průchodem elektrického proudu polovodičovým materiálem, zatímco laserové diody vytvářejí koherentní světlo prostřednictvím stimulované emise fotonů.
- Laserové diody vydávají soustředěnější, intenzivnější a směrovější světlo než LED diody a vytvářejí rozptýlené a širší světlo.
- LED a laserové diody se používají v různých aplikacích, jako je osvětlení, komunikace a elektronika, ale jejich odlišné vlastnosti je činí vhodnými pro různé účely.
LED vs laserová dioda
LED diody fungují převodem elektrický energie přímo do světelné energie prostřednictvím procesu zvaného elektroluminiscence. LED se běžně používají v širokém rozsah aplikací. Laserové diody na druhé straně vyzařují světlo prostřednictvím stimulované emise. Stejně jako LED diody jsou laserové diody vyrobeny z polovodičových materiálů.
LED emituje světelnou energii, když se většinový a menšinový náboj (elektrony a díry) rekombinují v dopředném předpětí pn přechodu.
Elektrony a díry jsou na různých energetických úrovních, takže když první skočí z vodivostního pásma do drapériese uvolňuje určitá energie a využívá se k vyzařování světla.
Laserové diody jsou široce používány v telekomunikacích; hlavní části tohoto zařízení jsou a fotodioda, laser, skleněná čočka vpředu a vlákno.
Laserové diody pracují na principu stimulované emise a koncentrace nosičů náboje je u laserových diod velmi vysoký.
Srovnávací tabulka
| Parametry srovnání | LED | Laserová dioda |
|---|---|---|
| Definice | LED diody jsou polovodičové materiály, které vyzařují světlo, když jimi prochází elektrický proud. | Kompletní forma LED je Light Emitting Diode. |
| Full-form | Kompletní formou laseru je zesílení světla stimulovanou emisí záření. | Doba odezvy laserové diody je mnohem rychlejší než u LED. |
| Pracovní princip | Hlavní princip činnosti LED je založen na elektrosvítivosti. | Hlavním principem činnosti laserové diody je stimulovaná emise. |
| Doba Odezvy | Doba odezvy LED je mnohem pomalejší než u laserových diod. | Proudové řízení se pohybuje od 50 mA do 100 mA. |
| Proud | Proudové řízení se pohybuje od 5 mA do 40 mA. | Doba odezvy laserových diod je mnohem rychlejší než u LED. |
| Příroda | Světlo vyzařované LED je nekoherentní a obsahuje různé barvy. | Světlo emitované laserovou diodou je koherentní a monochromatické. |
Co je LED?
Zařízení LED lze nejlépe popsat jako pn přechod dioda odkud světlo vyzařuje, když jím prochází proud.
V oblasti přechodu se elektrony ze strany n spojí s otvory ze strany p a vyzařují dostatek energie ve světle (a teple).
Světelná energie, která se tvoří, je vyzařována přes přechod diody. Jednotlivé LED diody se používají pro vytváření desetinných teček, zatímco několik LED diod se používá společně k vytvoření segmentu čáry.
Abyste pochopili fungování LED, jedna potřebuje porozumět kvantové teorii, protože souvisí s pohybem elektronů z vyšších energetických hladin na nižší.
Při konstrukci LED je zapojena v propustném předpětí, takže proud teče v propustném směru. Elektrony se pohybují opačným směrem.
Protože mezi vodivostním a valenčním pásem je energetická mezera, rozdíl v této energii se rovná síle fotonů.
Použití LED v elektronických displejích má několik výhod. Například intenzitu LED světel lze ovládat velmi plynule; na rozdíl od laserových diod vyzařují různé barvy jako např zelená, červená, žlutá atd.
Jsou také velmi ekonomické pro domácí i průmyslové účely.
Co je laserová dioda?
Laserové diody jsou široce používány, zejména pro vědecké a lékařské účely. Světlo vyzařované laserovou diodou tvoří úzký paprsek a lze jej rychle spustit z optického vlákna.
Monochromatičnost je jednou z hlavních charakteristik světla vyzařovaného laserovými diodami. Protože obsahují pouze jednu barvu, mají velké lékařské využití.
Světelné paprsky emitované laserovými diodami jsou také koherentní, což znamená, že je přítomna pouze jedna vlnová délka. Existují dva třídy laserových diod, jedné, která může sama emitovat světlo, a druhé, která využívá externí zdroj.
Laser má velkou výhodu: světlo může cestovat na velké vzdálenosti. Kromě toho, že může cestovat na velké vzdálenosti, existují další výhody použití laserových diod.
Například laserové diody mají nízkou spotřebu energie, mohou pracovat dlouhé hodiny, výrobní náklady na toto zařízení jsou také běžné a jejich malá velikost je činí snadno přenosnými.
Mezi několika výhodami mají laserové diody také několik nevýhod.
Nejvýznamnější nevýhodou je, že světlo vyzařované laserem je škodlivé náš oči a výkon zařízení se mění v důsledku zvýšení teploty (zranitelné vysokou teplotou).
Hlavní rozdíly mezi LED a laserová dioda
- Princip činnosti LED a laserové diody je odlišný. Zatímco první funguje dál electro-luminance, druhá funguje na stimulované emisi.
- Hnací proud pro LED je větší než u laserových diod.
- LED leží v širokém Šířka pásma rozsah (10THz až 50THz), zatímco laserové diody leží v úzkém rozsahu šířky pásma (1MHz až 2MHz).
- V LED je koncentrace nosičů náboje mnohem nižší než u laserových diod.
- LED má širší spojovací plochu, a proto světlo prochází velmi širokým prostorem, zatímco laserové diody mají velmi úzkou spojovací plochu.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/999188/
- https://www.nature.com/articles/nphoton.2014.326?draft\u003djournal
Poslední aktualizace: 25. července 2023
Vynaložil jsem tolik úsilí, abych napsal tento blogový příspěvek, abych vám poskytl hodnotu. Bude to pro mě velmi užitečné, pokud zvážíte sdílení na sociálních sítích nebo se svými přáteli / rodinou. SDÍLENÍ JE ♥️
Piyush Yadav strávil posledních 25 let prací jako fyzik v místní komunitě. Je to fyzik, který je zapálený pro zpřístupnění vědy našim čtenářům. Je držitelem titulu BSc v přírodních vědách a postgraduálního diplomu v oboru environmentální vědy. Více si o něm můžete přečíst na jeho bio stránka.
