Điốt LED và Laser: Sự khác biệt và so sánh

Có một số loại thiết bị bán dẫn được sử dụng để phát ra ánh sáng. Đèn LED và điốt laser là đèn pin, thiết bị y tế, tín hiệu giao thông, v.v., được sử dụng rất phổ biến, nhưng sự khác biệt chính giữa hai thiết bị này nằm ở nguyên tắc hoạt động.

Bản chất của ánh sáng phát ra từ các thiết bị này cũng khác nhau và do đó có các ứng dụng khác nhau.

Chìa khóa chính

1. Điốt LED (Light Emitting Diode) phát ra ánh sáng bằng cách cho dòng điện chạy qua vật liệu bán dẫn, trong khi điốt laze tạo ra ánh sáng kết hợp thông qua sự phát xạ kích thích của các photon.
2. Điốt laze phát ra ánh sáng tập trung, cường độ cao và định hướng hơn so với đèn LED, tạo ra ánh sáng khuếch tán và rộng hơn.
3. Điốt LED và laze được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như chiếu sáng, thông tin liên lạc và điện tử, nhưng các đặc tính riêng biệt của chúng khiến chúng phù hợp với các mục đích khác nhau.

Đi-ốt LED so với Laser

Đèn LED hoạt động bằng cách chuyển đổi điện năng lượng trực tiếp thành năng lượng ánh sáng thông qua một quá trình gọi là điện phát quang. Đèn LED thường được sử dụng rộng rãi phạm vi của các ứng dụng. Mặt khác, điốt laser phát ra ánh sáng thông qua phát xạ kích thích. Giống như đèn LED, điốt laser được làm bằng vật liệu bán dẫn.

LED phát ra năng lượng ánh sáng khi các điện tích đa số và thiểu số (electron và lỗ trống) kết hợp lại trong tiếp giáp pn phân cực thuận.

Các electron và lỗ trống ở các mức năng lượng khác nhau, vì vậy khi lỗ trống chuyển từ vùng dẫn sang vùng dải diềm, một số năng lượng được giải phóng và được sử dụng để phát ra ánh sáng.

Điốt laser được sử dụng rộng rãi trong viễn thông,; bộ phận chính của thiết bị này là một photodiode, laser, thấu kính thủy tinh ở phía trước và sợi quang.

Điốt laser hoạt động trên nguyên tắc phát xạ kích thích, và tập trung của các hạt mang điện là rất cao trong điốt laser.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	LED	Điốt laser
Định nghĩa	Đèn LED là vật liệu bán dẫn phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua chúng.	Hình thức hoàn chỉnh của đèn LED là Light Emitting Diode.
Hình thức đầy đủ	Dạng hoàn chỉnh của laze là khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích.	Thời gian đáp ứng của diode laser nhanh hơn nhiều so với đèn LED.
Nguyên tắc làm việc	Nguyên lý hoạt động chính của đèn LED dựa trên độ chói điện.	Nguyên lý làm việc chính của diode laser là phát xạ kích thích.
Thời gian đáp ứng	Thời gian đáp ứng của đèn LED chậm hơn nhiều so với điốt laser.	Lái xe hiện tại nằm trong khoảng từ 50mA đến 100mA.
Current	Lái xe hiện tại nằm trong khoảng từ 5mA đến 40mA.	Thời gian đáp ứng của điốt laser nhanh hơn nhiều so với đèn LED.
Thiên nhiên	Ánh sáng phát ra từ đèn LED không nhất quán và bao gồm nhiều màu sắc khác nhau.	Ánh sáng do diode laser phát ra là ánh sáng kết hợp và đơn sắc.

LED là gì?

Một thiết bị LED được mô tả tốt nhất là một đường giao nhau pn diode từ nơi ánh sáng phát ra khi dòng điện chạy qua nó.

Trong vùng tiếp giáp, các electron từ phía n kết hợp với các lỗ trống từ phía p và phát ra đủ năng lượng dưới dạng ánh sáng (và nhiệt).

Năng lượng ánh sáng được hình thành được bức xạ qua đường giao nhau của đi-ốt. Các đèn LED đơn được sử dụng để tạo dấu thập phân, trong khi một số đèn LED được sử dụng cùng nhau để tạo một đoạn đường.

Để hiểu hoạt động của đèn LED, một cần hiểu thuyết lượng tử vì nó liên quan đến sự chuyển động của các electron từ mức năng lượng cao hơn xuống mức năng lượng thấp hơn.

Trong quá trình chế tạo đèn LED, nó được nối theo chiều thuận để dòng điện chạy theo chiều thuận. Các electron chuyển động ngược chiều nhau.

Vì có một khoảng cách năng lượng giữa vùng dẫn và vùng hóa trị, nên sự khác biệt về năng lượng này bằng với năng lượng của các photon.

Có một số lợi thế của việc sử dụng đèn LED trong màn hình điện tử. Ví dụ, cường độ của đèn LED có thể được kiểm soát rất trơn tru; không giống như điốt laze, chúng phát ra nhiều màu sắc khác nhau như màu xanh lá, đỏ, vàng, v.v.

Chúng cũng rất kinh tế cho cả mục đích trong nước và công nghiệp.

Laser Diode là gì?

Điốt laser được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là cho các mục đích khoa học và y tế. Ánh sáng phát ra từ một diode laze tạo thành một chùm tia hẹp và có thể nhanh chóng phóng ra từ một sợi quang học.

Tính đơn sắc là một trong những đặc điểm chính của ánh sáng phát ra từ điốt laze. Bởi vì chúng chỉ chứa một màu duy nhất nên chúng có ứng dụng y học lớn.

Các chùm ánh sáng do điốt laze phát ra cũng kết hợp, nghĩa là chỉ có một bước sóng duy nhất. có hai các lớp học của điốt laze, một loại có thể tự phát ra ánh sáng và một loại khác sử dụng nguồn bên ngoài.

Laser có một lợi thế lớn: ánh sáng có thể truyền đi rất xa. Bên cạnh thực tế là nó có thể di chuyển quãng đường dài, còn có những ưu điểm khác của việc sử dụng điốt laze.

Ví dụ, điốt laser tiêu thụ điện năng thấp, chúng có thể hoạt động trong nhiều giờ, chi phí sản xuất thiết bị này cũng phổ biến và kích thước nhỏ giúp chúng dễ dàng di chuyển.

Trong số một số ưu điểm, điốt laser cũng có một số nhược điểm.

Nhược điểm đáng kể nhất là ánh sáng phát ra từ tia laser có hại cho vfoXNUMXfipXNUMXhfpiXNUMXufhpiXNUMXuf mắt và hiệu suất của thiết bị thay đổi do nhiệt độ tăng (dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao).

Sự khác biệt chính giữa Đi-ốt LED và Laser

1. Nguyên tắc làm việc của LED và diode laser là khác nhau. Trong khi cái trước hoạt động trên electro-luminance, cái sau hoạt động trên phát xạ kích thích.
2. Dòng điện cho đèn LED nhiều hơn so với điốt laze.
3. LED nằm trong một phạm vi rộng băng thông (10THz đến 50THz), trong khi điốt laser nằm trong dải băng thông hẹp (1 MHz đến 2 MHz).
4. Trong LED, nồng độ của các hạt mang điện thấp hơn nhiều so với điốt laser.
5. LED có vùng tiếp giáp rộng hơn và do đó ánh sáng đi qua một không gian rất rộng, trong khi điốt laze có vùng tiếp giáp rất hẹp.

dự án

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/999188/
2. https://www.nature.com/articles/nphoton.2014.326?draft\u003djournal

Cập nhật lần cuối: ngày 25 tháng 2023 năm XNUMX