Existem vários tipos de dispositivos semicondutores usados para emitir luz. LEDs e diodos laser são lanternas, dispositivos médicos, sinais de trânsito, etc. muito comumente usados, mas a principal diferença entre esses dois dispositivos está no princípio de funcionamento.
A natureza da luz emitida por esses dispositivos também é diferente e, portanto, tem diferentes aplicações.
Principais lições
- Os diodos LED (Light Emitting Diode) emitem luz passando uma corrente elétrica através de um material semicondutor, enquanto os diodos laser produzem luz coerente através da emissão estimulada de fótons.
- Os diodos laser emitem uma luz mais focada, intensa e direcional do que os LEDs, produzindo luz difusa e mais ampla.
- Os diodos LED e laser são usados em várias aplicações, como iluminação, comunicação e eletrônica, mas suas propriedades distintas os tornam adequados para diferentes finalidades.
LED vs Laser Diodo
Os LEDs funcionam convertendo elétrico energia diretamente em energia luminosa através de um processo chamado eletroluminescência. LEDs são comumente usados em uma ampla alcance de aplicações. Os diodos laser, por outro lado, emitem luz por emissão estimulada. Como os LEDs, os diodos laser são feitos de materiais semicondutores.
CONDUZIU emite energia luminosa quando as cargas majoritárias e minoritárias (elétrons e lacunas) se recombinam na junção pn de polarização direta.
Os elétrons e lacunas estão em diferentes níveis de energia, então quando o primeiro salta da banda de condução para a banda de valência, alguma energia é liberada e é usada para emitir luz.
Os diodos laser são amplamente utilizados em telecomunicações; as partes principais deste dispositivo são um foto-diodo, laser, lente de vidro na frente e fibra.
Os diodos laser funcionam com base no princípio da emissão estimulada, e o concentração de portadores de carga é muito alta em diodos de laser.
Tabela de comparação
| Parâmetros de comparação | CONDUZIU | Diodo Laser |
|---|---|---|
| Definição | LEDs são materiais semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa por eles. | A forma completa de LED é o Diodo Emissor de Luz. |
| Formulário completo | A forma completa do laser é a amplificação da luz por emissão estimulada de radiação. | O tempo de resposta do diodo laser é muito mais rápido do que os LEDs. |
| Princípio de trabalho | O principal princípio de funcionamento de um LED é baseado na eletroluminância. | O principal princípio de funcionamento de um diodo laser é a emissão estimulada. |
| Tempo de Resposta | Os tempos de resposta dos LEDs são muito mais lentos do que os diodos laser. | A condução atual varia de 50mA a 100mA. |
| Atual | A condução atual varia de 5mA a 40mA. | O tempo de resposta dos diodos laser é muito mais rápido que os LEDs. |
| Natureza | A luz emitida pelo LED é incoerente e compreende várias cores. | A luz emitida pelo diodo laser é coerente e monocromática. |
O que é LED?
Um dispositivo LED é melhor descrito como uma junção pn diodo de onde a luz é emitida quando a corrente passa por ela.
Na área de junção, os elétrons do lado n se combinam com os buracos do lado p e emitem energia suficiente em luz (e calor).
A energia luminosa que é formada é irradiada através da junção do diodo. LEDs individuais são usados para fazer pontos decimais, enquanto vários LEDs são usados juntos para criar um segmento de linha.
Para entender o funcionamento de um LED, um precisa entender a teoria quântica porque ela está relacionada ao movimento de elétrons dos níveis de energia mais altos para os mais baixos.
Durante a construção de um LED, ele é conectado na polarização direta para que a corrente flua na direção direta. Os elétrons se movem na direção oposta.
Como existe um gap de energia entre a banda de condução e a banda de valência, a diferença nessa energia é igual à potência dos fótons.
Existem várias vantagens de usar LED em displays eletrônicos. Por exemplo, a intensidade das luzes LED pode ser controlada de forma muito suave; ao contrário dos diodos laser, eles emitem várias cores, como verde, vermelho, amarelo, etc.
Eles também são muito econômicos para fins domésticos e industriais.
O que é Laser Diodo?
Os diodos laser são amplamente utilizados, especialmente para fins científicos e médicos. A luz emitida por um diodo laser forma um feixe estreito e pode ser lançada rapidamente a partir de uma fibra óptica.
A monocromaticidade é uma das principais características da luz emitida pelos diodos laser. Por conterem apenas uma única cor, eles têm grandes aplicações médicas.
Os feixes de luz emitidos pelos diodos laser também são coerentes, o que significa que apenas um único comprimento de onda está presente. existem dois aulas de diodos laser, um que pode emitir luz por si só e outro que usa uma fonte externa.
O laser tem uma grande vantagem: a luz pode percorrer grandes distâncias. Além do fato de poder percorrer longas distâncias, existem outras vantagens no uso de diodos laser.
Por exemplo, os diodos laser consomem pouca energia, podem operar por longas horas, o custo de fabricação desses equipamentos também é comum e seu pequeno tamanho os torna facilmente portáteis.
Entre várias vantagens, os diodos laser também apresentam algumas desvantagens.
A desvantagem mais significativa é que a luz emitida pelo laser é prejudicial A Nossa olhos, e o desempenho do dispositivo varia devido ao aumento da temperatura (vulnerável a altas temperaturas).
Principais diferenças entre LED e Laser Diodo
- O princípio de funcionamento do LED e do diodo laser é diferente. Enquanto o primeiro trabalha electro-luminância, este último funciona em emissão estimulada.
- A corrente de condução para LED é maior do que a dos diodos laser.
- LED encontra-se em uma ampla largura de banda faixa (10 THz a 50 THz), enquanto os diodos laser estão em uma faixa estreita de largura de banda (1 MHz a 2 MHz).
- No LED, a concentração dos portadores de carga é muito menor do que a dos diodos laser.
- O LED tem uma área de junção mais ampla e, portanto, a luz passa por um espaço muito amplo, enquanto os diodos laser têm uma área de junção muito estreita.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/999188/
- https://www.nature.com/articles/nphoton.2014.326?draft\u003djournal
Última atualização: 25 de julho de 2023
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Piyush Yadav passou os últimos 25 anos trabalhando como físico na comunidade local. Ele é um físico apaixonado por tornar a ciência mais acessível aos nossos leitores. Ele é bacharel em Ciências Naturais e pós-graduado em Ciências Ambientais. Você pode ler mais sobre ele em seu página bio.
