Светодиод против лазера: разница и сравнение

Основные выводы

1. Светоизлучающие диоды (LED) произвели революцию в мире технологий освещения и отображения.
2. Лазеры — замечательные устройства, нашедшие применение в различных областях: от науки и медицины до телекоммуникаций и производства.
3. Светодиоды работают на основе электролюминесценции, при которой электроны и дырки рекомбинируют в полупроводники. В то же время лазеры работают на стимулированном излучении, т.е. фотоны генерируются путем стимуляции уже возбужденных атомов, что приводит к высококогерентному и сфокусированному свету.

Что такое светодиод?

Светоизлучающие диоды (LEDS) произвели революцию в мире технологий освещения и отображения. Эти твердотельные полупроводниковые устройства излучают свет, когда через них проходит электрический ток. Светодиоды используются в различных целях: от индикаторных лампочек на электронных устройствах до освещения целых зданий.

Принцип работы светодиода основан на электролюминесценции. Когда напряжение прикладывается к полупроводниковому материалу светодиода, электроны и дырки рекомбинируются, выделяя энергию в виде фотонов. Цвет излучаемого света зависит от материалов, используемых в светодиоде.

Одним из наиболее существенных преимуществ светодиодов является их энергоэффективность. Они потребляют очень мало энергии по сравнению с традиционными лампами накаливания или люминесцентными лампами, что делает их экологически чистым вариантом освещения.

Кроме того, светодиоды очень универсальны. Их можно затемнять, создавая динамичную световую среду, и их легко интегрировать в различные электронные системы.

Что такое лазер?

Лазеры, сокращение от «Усиление света посредством стимулированного излучения», представляют собой замечательные устройства, нашедшие применение в различных областях: от науки и медицины до телекоммуникаций и производства. Лазер излучает высокосфокусированный, когерентный и монохроматический свет за счет усиления световых волн.

Одной из наиболее примечательных характеристик лазеров является их высокая интенсивность и направленность. Сфокусированный коллимированный лазерный луч может преодолевать большие расстояния без значительного расхождения. Это уникальное свойство делает лазеры бесценными в таких приложениях, как оптическая связь, где они передают данные по оптическим волокнам.

Лазеры широко используются в медицинских поездках, включая хирургию глаза, резку тканей и удаление татуировок. Помимо промышленного и медицинского применения, лазеры имеют также научное значение. Развитие новых лазерных технологий продолжает открывать инновационные применения.

Разница между светодиодом и лазером

1. Светодиоды работают на основе электролюминесценции, при которой электроны и дырки рекомбинируют в полупроводниках. В то же время лазеры работают на стимулированном излучении, а фотоны генерируются за счет стимуляции уже возбужденных атомов, что приводит к высококогерентному и сфокусированному свету.
2. Светодиоды излучают некогерентный, разнонаправленный свет, который не очень сфокусирован и может иметь разную длину волны. В то же время лазеры производят когерентный, монохроматический и узконаправленный свет с одной длиной волны, что делает их пригодными для точных применений.
3. Светодиоды известны своей высокой энергоэффективностью и потребляют минимальную мощность излучаемого ими света. В то же время лазеры могут быть энергоемкими и требовать большей мощности из-за их высокой интенсивности излучения.
4. Светодиоды находят применение в различных приложениях, включая освещение, дисплеи и индикаторы, а лазеры обычно используются в оптической связи, обработке материалов, медицинских процедурах и научных исследованиях.
5. Светодиоды экономически эффективны и широко доступны, что делает их доступными для различных потребительских и промышленных применений. Напротив, лазеры исключительно высококачественны и надежны, что делает их дорогими из-за точности, необходимой при их конструкции и юстировке.

Сравнение светодиода и лазера

параметры	LED	Лазер
Процесс эмиссии	На основе электролюминесценции	Работают на стимулированном излучении
Световые характеристики	излучают некогерентный, разнонаправленный свет	Когерентный, монохроматический и узконаправленный свет.
Энергоэффективность	Высокая энергоэффективность	Энергоемкий
Приложения	Широкий спектр применений, таких как освещение, дисплеи и индикаторы.	Обычно используется в оптической связи, обработке материалов, медицинских процедурах и научных исследованиях.
Цена	Экономичный и широко доступный	Они дороги из-за точности, необходимой при их изготовлении и выравнивании.

Рекомендации

1. https://www.jstage.jst.go.jp/article/islsm/19/2/19_2_72/_article/-char/ja/
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/lpor.201300110

Последнее обновление: 16 февраля 2024 г.