Il existe plusieurs types de dispositifs semi-conducteurs utilisés pour émettre de la lumière. Les LED et les diodes laser sont des lampes de poche, des dispositifs médicaux, des feux de signalisation, etc. très couramment utilisés, mais la principale différence entre ces deux dispositifs réside dans le principe de fonctionnement.
La nature de la lumière émise par ces dispositifs est également différente et a donc des applications différentes.
Faits marquants
- Les diodes LED (Light Emitting Diode) émettent de la lumière en faisant passer un courant électrique à travers un matériau semi-conducteur, tandis que les diodes laser produisent une lumière cohérente grâce à l'émission stimulée de photons.
- Les diodes laser émettent une lumière plus concentrée, intense et directionnelle que les LED, produisant une lumière diffuse et plus large.
- Les diodes LED et laser sont utilisées dans diverses applications, telles que l'éclairage, la communication et l'électronique, mais leurs propriétés distinctes les rendent adaptées à des fins différentes.
LED contre diode laser
Les LED fonctionnent en convertissant électrique l'énergie directement en énergie lumineuse grâce à un processus appelé électroluminescence. Les LED sont couramment utilisées dans un large gamme de candidatures. Les diodes laser, quant à elles, émettent de la lumière par émission stimulée. Comme les LED, les diodes laser sont constituées de matériaux semi-conducteurs.
DEL émet de l'énergie lumineuse lorsque les charges majoritaires et minoritaires (électrons et trous) se recombinent dans la jonction pn de polarisation directe.
Les électrons et les trous sont à des niveaux d'énergie différents, donc lorsque le premier saute de la bande de conduction à la bande cantonnière, une certaine énergie est libérée et est utilisée pour émettre de la lumière.
Les diodes laser sont largement utilisées dans les télécommunications ; les pièces principales de cet appareil sont un photodiode, laser, lentille en verre à l'avant et fibre.
Les diodes laser fonctionnent sur le principe de l'émission stimulée, et le concentration des porteurs de charge est très élevé dans les diodes laser.
Tableau de comparaison
| Paramètres de comparaison | DEL | Diode laser |
|---|---|---|
| Définition | Les LED sont des matériaux semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. | La forme complète de LED est la diode électroluminescente. |
| Formulaire complet | La forme complète du laser est l'amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement. | Le temps de réponse de la diode laser est beaucoup plus rapide que celui des LED. |
| Principe de fonctionnement | Le principe de fonctionnement principal d'une LED est basé sur l'électroluminance. | Le principe de fonctionnement principal d'une diode laser est l'émission stimulée. |
| Temps de réponse | Les temps de réponse des LED sont beaucoup plus lents que les diodes laser. | Le courant de conduite varie de 50mA à 100mA. |
| Courant | Le courant de conduite varie de 5mA à 40mA. | Le temps de réponse des diodes laser est beaucoup plus rapide que celui des LED. |
| Nature | La lumière émise par la LED est incohérente et comporte différentes couleurs. | La lumière émise par la diode laser est cohérente et monochromatique. |
Qu'est-ce que la LED?
Un dispositif LED est mieux décrit comme une jonction pn diode d'où la lumière émet lorsque le courant le traverse.
Dans la zone de jonction, les électrons du côté n se combinent avec les trous du côté p et émettent suffisamment d'énergie sous forme de lumière (et de chaleur).
L'énergie lumineuse qui se forme est rayonnée à travers la jonction de la diode. Des LED simples sont utilisées pour créer des points décimaux, tandis que plusieurs LED sont utilisées ensemble pour créer un segment de ligne.
Pour comprendre le fonctionnement d'une LED, UN doit comprendre la théorie quantique car elle est liée au mouvement des électrons des niveaux d'énergie supérieurs aux niveaux inférieurs.
Lors de la construction d'une LED, elle est connectée en polarisation directe afin que le courant circule dans le sens direct. Les électrons se déplacent dans la direction opposée.
Puisqu'il existe un écart d'énergie entre la bande de conduction et la bande de valence, la différence de cette énergie est égale à la puissance des photons.
L'utilisation de LED dans les affichages électroniques présente plusieurs avantages. Par exemple, l'intensité des lumières LED peut être contrôlée très facilement ; contrairement aux diodes laser, elles émettent diverses couleurs telles que et une transition qui soit juste., rouge, jaune, etc.
Ils sont également très économiques à des fins domestiques et industrielles.
Qu'est-ce qu'une diode laser ?
Les diodes laser sont largement utilisées, notamment à des fins scientifiques et médicales. La lumière émise par une diode laser forme un faisceau étroit et peut être lancée rapidement à partir d'une fibre optique.
La monochromaticité est l'une des principales caractéristiques de la lumière émise par les diodes laser. Parce qu'ils ne contiennent qu'une seule couleur, ils ont de grandes applications médicales.
Les faisceaux lumineux émis par les diodes laser sont également cohérents, c'est-à-dire qu'une seule longueur d'onde est présente. Il y en a deux les classes de diodes laser, une qui peut émettre de la lumière par elle-même et une autre qui utilise une source externe.
Le laser a un gros avantage : la lumière peut parcourir de très longues distances. Outre le fait qu'il peut parcourir de longues distances, l'utilisation de diodes laser présente d'autres avantages.
Par exemple, les diodes laser consomment peu d'énergie, elles peuvent fonctionner pendant de longues heures, le coût de fabrication de ces équipements est également courant, et leur petite taille les rend facilement portables.
Parmi plusieurs avantages, les diodes laser présentent également quelques inconvénients.
L'inconvénient le plus important est que la lumière émise par le laser est nocive pour nos yeux, et les performances de l'appareil varient en raison de l'élévation de température (vulnérable aux hautes températures).
Principales différences entre LED et Diode Laser
- Le principe de fonctionnement de la LED et de la diode laser est différent. Alors que le premier travaille sur électro-la luminance, cette dernière travaille en émission stimulée.
- Le courant d'attaque des LED est supérieur à celui des diodes laser.
- LED se trouve dans un large bande passante (10 THz à 50 THz), tandis que les diodes laser se situent dans une plage de bande passante étroite (1 MHz à 2 MHz).
- Dans les LED, la concentration des porteurs de charge est bien inférieure à celle des diodes laser.
- La LED a une zone de jonction plus large, et donc la lumière traverse un espace très large, tandis que les diodes laser ont une zone de jonction très étroite.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/999188/
- https://www.nature.com/articles/nphoton.2014.326?draft\u003djournal
Dernière mise à jour : 25 juillet 2023
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Piyush Yadav a passé les 25 dernières années à travailler comme physicien dans la communauté locale. C'est un physicien passionné par l'idée de rendre la science plus accessible à nos lecteurs. Il est titulaire d'un baccalauréat en sciences naturelles et d'un diplôme d'études supérieures en sciences de l'environnement. Vous pouvez en savoir plus sur lui sur son page bio.
