Hay varios tipos de dispositivos semiconductores que se utilizan para emitir luz. Los LED y los diodos láser son linternas, dispositivos médicos, señales de tráfico, etc. muy utilizados, pero la principal diferencia entre estos dos dispositivos radica en el principio de funcionamiento.
La naturaleza de la luz emitida por estos dispositivos también es diferente y, por lo tanto, tiene diferentes aplicaciones.
Puntos clave
- Los diodos LED (Light Emitting Diode) emiten luz al pasar una corriente eléctrica a través de un material semiconductor, mientras que los diodos láser producen luz coherente a través de la emisión estimulada de fotones.
- Los diodos láser emiten una luz más enfocada, intensa y direccional que los LED, produciendo una luz más amplia y difusa.
- Los diodos LED y láser se utilizan en diversas aplicaciones, como la iluminación, la comunicación y la electrónica, pero sus distintas propiedades los hacen adecuados para diferentes propósitos.
LED frente a diodo láser
Los LED funcionan convirtiendo eléctrico energía directamente en energía luminosa a través de un proceso llamado electroluminiscencia. Los LED se utilizan comúnmente en una amplia distancia de aplicaciones Los diodos láser, por otro lado, emiten luz a través de emisión estimulada. Al igual que los LED, los diodos láser están hechos de materiales semiconductores.
LED emite energía luminosa cuando las cargas mayoritaria y minoritaria (electrones y huecos) se recombinan en la unión pn de polarización directa.
Los electrones y los huecos están en diferentes niveles de energía, por lo que cuando el primero salta de la banda de conducción a la banda de cenefa, parte de la energía se libera y se utiliza para emitir luz.
Los diodos láser se utilizan ampliamente en telecomunicaciones; Las partes principales de este dispositivo son un fotodiodo, láser, lente de cristal en la parte delantera y fibra.
Los diodos láser funcionan según el principio de emisión estimulada, y el concentración de portadores de carga es muy alta en diodos láser.
Tabla de comparación
| Parámetros de comparación | LED | Diodo láser |
|---|---|---|
| Definición | Los LED son materiales semiconductores que emiten luz cuando pasa una corriente eléctrica a través de ellos. | La forma completa de LED es diodo emisor de luz. |
| Forma completa | La forma completa de láser es la amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. | El tiempo de respuesta del diodo láser es mucho más rápido que el de los LED. |
| Principio de funcionamiento | El principal principio de funcionamiento de un LED se basa en la electroluminancia. | El principal principio de funcionamiento de un diodo láser es la emisión estimulada. |
| Tiempo de Respuesta | Los tiempos de respuesta de los LED son mucho más lentos que los de los diodos láser. | La conducción actual varía de 50mA a 100mA. |
| Current | La conducción actual varía de 5mA a 40mA. | El tiempo de respuesta de los diodos láser es mucho más rápido que el de los LED. |
| Naturaleza | La luz que emite el LED es incoherente y comprende varios colores. | La luz emitida por el diodo láser es coherente y monocromática. |
¿Qué es LED?
Un dispositivo LED se describe mejor como una unión pn diodo desde donde se emite la luz cuando la corriente pasa a través de ella.
En el área de unión, los electrones del lado n se combinan con los huecos del lado p y emiten suficiente energía en forma de luz (y calor).
La energía luminosa que se forma se irradia a través de la unión del diodo. Los LED individuales se usan para hacer puntos decimales, mientras que varios LED se usan juntos para crear un segmento de línea.
Para entender el funcionamiento de un LED, una necesita entender la teoría cuántica porque está relacionada con el movimiento de electrones de niveles de energía más altos a más bajos.
Durante la construcción de un LED, se conecta en polarización directa para que la corriente fluya en la dirección directa. Los electrones se mueven en la dirección opuesta.
Dado que existe una brecha de energía entre la banda de conducción y la banda de valencia, la diferencia en esta energía es igual a la potencia de los fotones.
Hay varias ventajas de usar LED en pantallas electrónicas. Por ejemplo, la intensidad de las luces LED se puede controlar de forma muy suave; a diferencia de los diodos láser, emiten varios colores como green, rojo, amarillo, etc.
También son muy económicos tanto para fines domésticos como industriales.
¿Qué es el diodo láser?
Los diodos láser se utilizan ampliamente, especialmente con fines científicos y médicos. La luz emitida por un diodo láser forma un haz estrecho y puede lanzarse rápidamente desde una fibra óptica.
La monocromaticidad es una de las principales características de la luz emitida por los diodos láser. Debido a que contienen un solo color, tienen grandes aplicaciones médicas.
Los rayos de luz emitidos por los diodos láser también son coherentes, lo que significa que solo está presente una sola longitud de onda. Hay dos privadas de diodos láser, uno que puede emitir luz por sí mismo y otro que utiliza una fuente externa.
El láser tiene una gran ventaja: la luz puede viajar distancias muy grandes. Además del hecho de que puede viajar largas distancias, existen otras ventajas de usar diodos láser.
Por ejemplo, los diodos láser consumen poca energía, pueden operar durante largas horas, el costo de fabricación de estos equipos también es común y su pequeño tamaño los hace fácilmente portátiles.
Entre varias ventajas, los diodos láser también tienen algunas desventajas.
La desventaja más significativa es que la luz emitida por el láser es dañina para nuestros ojos, y el rendimiento del dispositivo varía debido al aumento de temperatura (vulnerable a altas temperaturas).
Principales diferencias entre LED y diodo láser
- El principio de funcionamiento de LED y diodo láser es diferente. Mientras el primero trabaja en electro-luminancia, esta última trabaja sobre emisión estimulada.
- La corriente de conducción para LED es mayor que la de los diodos láser.
- LED se encuentra en una amplia ancho de banda (10 THz a 50 THz), mientras que los diodos láser se encuentran en un rango de ancho de banda estrecho (1 MHz a 2 MHz).
- En LED, la concentración de los portadores de carga es mucho menor que la de los diodos láser.
- El LED tiene un área de unión más amplia y, por lo tanto, la luz pasa a través de un espacio muy amplio, mientras que los diodos láser tienen un área de unión muy estrecha.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/999188/
- https://www.nature.com/articles/nphoton.2014.326?draft\u003djournal
Última actualización: 25 julio, 2023
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Piyush Yadav ha pasado los últimos 25 años trabajando como físico en la comunidad local. Es un físico apasionado por hacer que la ciencia sea más accesible para nuestros lectores. Tiene una licenciatura en Ciencias Naturales y un Diploma de Postgrado en Ciencias Ambientales. Puedes leer más sobre él en su página de biografía.
