LED とレーザーダイオード: 違いと比較

光を放出するために使用される半導体デバイスにはいくつかの種類があります。 LED とレーザーダイオードは、懐中電灯、医療機器、交通信号などで非常に一般的に使用されていますが、これら XNUMX つのデバイスの主な違いは動作原理にあります。

これらのデバイスから放出される光の性質も異なるため、用途も異なります。

主要な取り組み

LED (発光ダイオード) ダイオードは、半導体材料に電流を流すことによって光を放出しますが、レーザーダイオードは、光子の誘導放出によってコヒーレント光を生成します。

レーザーダイオードは、LED よりも焦点を絞った強い指向性のある光を放出し、拡散した広い光を生成します。

LED とレーザーダイオードは、照明、通信、電子機器などのさまざまな用途で使用されますが、それぞれの特性により、さまざまな目的に適しています。

LEDとレーザーダイオード

LEDは変換することで機能します電気的エネルギーは、エレクトロルミネッセンスと呼ばれるプロセスを介して光エネルギーに直接変換されます。 LEDは広く一般的に使用されています範囲アプリケーションの。一方、レーザーダイオードは誘導放出によって光を放出します。 LED と同様に、レーザーダイオードは半導体材料でできています。

LED製品多数と少数の電荷 (電子と正孔) が順方向バイアス pn 接合で再結合するときに光エネルギーを放出します。

電子と正孔は異なるエネルギーレベルにあるため、前者が伝導帯からバランスバンド、いくらかのエネルギーが放出され、光を放出するために使用されます。

レーザーダイオードは、電気通信で広く使用されています。このデバイスの主要な部分は、フォトダイオード、レーザー、前面のガラスレンズ、ファイバー。

レーザーダイオードは誘導放出の原理で動作し、濃度レーザーダイオードでは、電荷キャリアの割合が非常に高くなります。

比較表

比較のパラメータ	LED製品	レーザーダイオード
定義	LEDは、電流が流れると発光する半導体材料です。	LEDの完全な形は発光ダイオードです。
完全形	レーザーの完全な形は、放射線の誘導放出による光増幅です。	レーザーダイオードの応答時間は、LED よりもはるかに高速です。
動作原理	LED の主な動作原理はエレクトロルミナンスに基づいています。	レーザーダイオードの主な動作原理は誘導放出です。
反応時間	LED の応答時間は、レーザーダイオードよりもはるかに遅いです。	電流駆動範囲は 50mA から 100mA です。
電流プローブ	電流駆動範囲は 5mA から 40mA です。	レーザーダイオードの応答時間は、LED よりもはるかに高速です。
自然	LED から発せられる光は一貫性がなく、さまざまな色を含んでいます。	レーザーダイオードから放出される光はコヒーレントで単色です。

LEDとは何ですか？

LED デバイスは、pn 接合として最もよく説明されています。ダイオード電流が流れるとそこから光が放出されます。

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接合領域では、n 側からの電子が p 側からの正孔と結合し、光 (および熱) として十分なエネルギーを放出します。

形成された光エネルギーは、ダイオードの接合部から放射されます。小数点の作成には単一の LED が使用されますが、線分を作成するには複数の LED が一緒に使用されます。

LEDの働きを理解するには、 XNUMXつ高エネルギー準位から低エネルギー準位への電子の移動に関連するため、量子論を理解する必要があります。

LEDの構成中、電流が順方向に流れるように順バイアスで接続されます。電子は反対方向に移動します。

伝導帯と価電子帯の間にエネルギーギャップがあるため、このエネルギーの差は光子のパワーに等しくなります。

電子ディスプレイに LED を使用することには、いくつかの利点があります。たとえば、LED ライトの強度は非常にスムーズに制御できます。レーザーダイオードとは異なり、次のようなさまざまな色を発します。（緑字）、赤、黄など

また、家庭用および産業用の両方で非常に経済的です。

レーザーダイオードとは？

レーザーダイオードは、特に科学および医療目的で広く使用されています。レーザーダイオードから放出された光は狭いビームを形成し、光ファイバーからすばやく発射できます。

単色性は、レーザーダイオードが発する光の主な特性の XNUMX つです。それらは単一の色しか含まないため、大きな医療用途があります。

レーザーダイオードから放射される光ビームもコヒーレントです。これは、単一の波長のみが存在することを意味します。二つありますクラスレーザーダイオードのうち、XNUMX つはそれ自体で発光できるもの、もう XNUMX つは外部光源を使用するものです。

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レーザーには大きな利点があります。光は非常に遠くまで移動できます。長距離を移動できるという事実に加えて、レーザーダイオードを使用する利点は他にもあります。

たとえば、レーザーダイオードは消費電力が低く、長時間動作でき、この装置の製造コストも一般的であり、サイズが小さいため持ち運びが簡単です。

いくつかの利点の中でも、レーザーダイオードにはいくつかの欠点もあります。

最も重大な欠点は、レーザーによって放出される光が有害であることです。私たちの目、および温度上昇によりデバイスの性能が変化します (高温に弱い)。

間の主な違い LEDとレーザーダイオード

LEDとレーザーダイオードの動作原理は異なります。前者が取り組んでいる間エレクトロ-ルミナンス、後者は誘導放出に作用します。
LED の駆動電流は、レーザーダイオードの駆動電流よりも大きくなります。
LEDは広い範囲にあります帯域幅範囲 (10THz ～ 50THz) であるのに対し、レーザーダイオードは狭い帯域幅範囲 (1MHz ～ 2MHz) にあります。
LED では、電荷キャリアの濃度はレーザーダイオードの濃度よりもはるかに低くなります。
LEDは接合面積が広いため、光が通過する空間が非常に広いのに対し、レーザーダイオードは接合面積が非常に狭いです。