Postoji nekoliko vrsta poluvodičkih uređaja koji se koriste za emitiranje svjetlosti. LED i laserske diode su vrlo česte svjetiljke, medicinski uređaji, prometna signalizacija i sl., ali glavna razlika između ova dva uređaja je u principu rada.
Priroda svjetla koje emitiraju ovi uređaji također je različita i stoga ima različite primjene.
Ključni za poneti
- LED (Light Emitting Diode) diode emitiraju svjetlost propuštanjem električne struje kroz poluvodički materijal, dok laserske diode proizvode koherentnu svjetlost putem stimulirane emisije fotona.
- Laserske diode emitiraju fokusiranije, intenzivnije i usmjerenije svjetlo od LED dioda, proizvodeći difuzno i šire svjetlo.
- LED i laserske diode koriste se u raznim primjenama, kao što su rasvjeta, komunikacije i elektronika, ali njihova različita svojstva čine ih prikladnima za različite svrhe.
LED vs laserska dioda
LED diode rade pretvaranjem električna energiju izravno u svjetlosnu energiju kroz proces koji se zove elektroluminiscencija. LED diode se obično koriste u širokim domet aplikacija. Laserske diode, s druge strane, emitiraju svjetlost putem stimulirane emisije. Kao i LED diode, laserske diode izrađene su od poluvodičkih materijala.
LED emitira svjetlosnu energiju kada se većinski i manjinski naboji (elektroni i šupljine) rekombiniraju u prednaprednom pn spoju.
Elektroni i šupljine su na različitim energetskim razinama, pa kada prvi preskoče iz vodljivog pojasa u valance band, nešto energije se oslobađa i koristi za emitiranje svjetlosti.
Laserske diode se intenzivno koriste u telekomunikacijama; glavni dijelovi ovog uređaja su a fotodioda, laser, staklena leća sprijeda i vlakno.
Laserske diode rade na principu stimulirane emisije, a koncentracija nositelja naboja je vrlo visok u laserskim diodama.
Tabela za usporedbu
| Parametri usporedbe | LED | Laserska dioda |
|---|---|---|
| Definicija | LED diode su poluvodički materijali koji emitiraju svjetlost kada kroz njih prolazi električna struja. | Kompletan oblik LED-a je dioda koja emitira svjetlost. |
| Cijela forma | Potpuni oblik lasera je pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja. | Vrijeme odziva laserske diode puno je brže od LED dioda. |
| Princip rada | Glavni princip rada LED-a temelji se na elektro-luminanciji. | Glavni princip rada laserske diode je stimulirana emisija. |
| Vrijeme odziva | Vrijeme odziva LED dioda puno je sporije od laserskih dioda. | Trenutni pogon kreće se od 50mA do 100mA. |
| struja | Trenutni pogon kreće se od 5mA do 40mA. | Vrijeme odziva laserskih dioda puno je brže od LED dioda. |
| Priroda | Svjetlo koje emitira LED je nekoherentno i sastoji se od različitih boja. | Svjetlo koje emitira laserska dioda je koherentno i monokromatsko. |
Što je LED?
LED uređaj se najbolje opisuje kao pn spoj dioda odakle izlazi svjetlost kada kroz njega prolazi struja.
U području spoja, elektroni s n strane spajaju se s rupama s p strane i emitiraju dovoljno energije u svjetlu (i toplini).
Svjetlosna energija koja se stvara zrači se kroz spoj diode. Pojedinačne LED diode koriste se za izradu decimalnih točaka, dok se nekoliko LED dioda koristi zajedno za stvaranje segmenta linije.
Da biste razumjeli rad LED-a, jedan treba razumjeti kvantnu teoriju jer je povezana s kretanjem elektrona s viših na niže energetske razine.
Tijekom konstrukcije LED, ona je spojena u smjeru prednapona tako da struja teče u smjeru prema naprijed. Elektroni se kreću u suprotnom smjeru.
Budući da između vodljivog i valentnog pojasa postoji energetski jaz, razlika u toj energiji jednaka je snazi fotona.
Nekoliko je prednosti korištenja LED-a u elektroničkim zaslonima. Na primjer, intenzitet LED svjetala može se vrlo glatko kontrolirati; za razliku od laserskih dioda emitiraju razne boje kao npr zelena, crvena, žuta itd.
Također su vrlo ekonomični za kućne i industrijske svrhe.
Što je laserska dioda?
Laserske diode se intenzivno koriste, posebno u znanstvene i medicinske svrhe. Svjetlo koje emitira laserska dioda tvori uski snop i može se brzo lansirati iz optičkog vlakna.
Monokromatičnost je jedna od glavnih karakteristika svjetlosti koju emitiraju laserske diode. Budući da sadrže samo jednu boju, imaju veliku medicinsku primjenu.
Svjetlosne zrake koje emitiraju laserske diode također su koherentne, što znači da je prisutna samo jedna valna duljina. Postoje dva Nastava laserskih dioda, jednu koja sama emitira svjetlost i drugu koja koristi vanjski izvor.
Laser ima veliku prednost: svjetlost može putovati na velike udaljenosti. Osim činjenice da može prijeći velike udaljenosti, postoje i druge prednosti korištenja laserskih dioda.
Na primjer, laserske diode troše malo energije, mogu raditi dugo, trošak proizvodnje ove opreme je također uobičajen, a njihova mala veličina čini ih lako prenosivim.
Uz nekoliko prednosti, laserske diode imaju i nekoliko nedostataka.
Najznačajniji nedostatak je da je svjetlost koju emitira laser štetna za naše oči, a performanse uređaja variraju zbog porasta temperature (osjetljivo na visoke temperature).
Glavne razlike između LED i laserska dioda
- Princip rada LED i laserske diode je drugačiji. Dok prvi radi dalje elektro-luminacija, potonji radi na stimuliranoj emisiji.
- Pogonska struja za LED je veća nego za laserske diode.
- LED leži u širokom propusnost rasponu (10THz do 50THz), dok laserske diode leže u uskom rasponu propusnosti (1MHz do 2MHz).
- U LED-u je koncentracija nositelja naboja puno manja nego kod laserskih dioda.
- LED ima šire područje spoja, pa svjetlost prolazi kroz vrlo širok prostor, dok laserske diode imaju vrlo usko područje spoja.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/999188/
- https://www.nature.com/articles/nphoton.2014.326?draft\u003djournal
Zadnje ažuriranje: 25. srpnja 2023
Uložio sam mnogo truda u pisanje ovog posta na blogu kako bih vam pružio vrijednost. Bit će mi od velike pomoći ako razmislite o tome da to podijelite na društvenim medijima ili sa svojim prijateljima/obitelji. DIJELJENJE JE ♥️
Piyush Yadav proveo je posljednjih 25 godina radeći kao fizičar u lokalnoj zajednici. On je fizičar koji strastveno želi učiniti znanost dostupnijom našim čitateljima. Posjeduje diplomu prirodnih znanosti i poslijediplomski studij znanosti o okolišu. Više o njemu možete pročitati na njegovom bio stranica.
