LED 与激光二极管：区别与比较

有几种类型的半导体器件用于发光。 LED 和激光二极管是非常常用的手电筒、医疗设备、交通信号灯等，但这两种设备的主要区别在于工作原理。

这些器件发出的光的性质也不同，因此具有不同的应用。

关键精华

1. LED（发光二极管）二极管通过使电流通过半导体材料来发光，而激光二极管通过光子的受激发射产生相干光。
2. 与 LED 相比，激光二极管发出更集中、更强烈和更定向的光，从而产生漫射和更宽的光。
3. LED 和激光二极管用于各种应用，例如照明、通信和电子产品，但它们独特的特性使它们适用于不同的用途。

LED 与激光二极管

LED 通过转换工作 电动 通过称为电致发光的过程将能量直接转化为光能。 LED通常用于广泛的 范围 的应用程序。 另一方面，激光二极管通过受激发射发光。 与 LED 一样，激光二极管由半导体材料制成。

搭载了LED 当多数电荷和少数电荷（电子和空穴）在正向偏置 pn 结中重新结合时，会发出光能。

电子和空穴处于不同的能级，所以当前者从导带跃迁到 价带，一些能量被释放并用于发光。

激光二极管广泛用于电信； 该设备的主要部件是 光电二极管、激光、前面的玻璃镜片和光纤。

激光二极管的工作原理是受激发射，而 浓度 载流子的数量在激光二极管中非常高。

对比表

比较参数	搭载了LED	激光二极管
定义	LED 是一种半导体材料，当电流通过时会发光。	LED的完整形式是Light Emitting Diode。
完整形式	激光的完整形式是通过受激发射辐射进行光放大。	激光二极管的响应时间比 LED 快得多。
工作原理	LED 的主要工作原理是基于电致发光。	激光二极管的主要工作原理是受激发射。
响应时间	LED 的响应时间比激光二极管慢得多。	电流驱动范围为 50mA 至 100mA。
电流	电流驱动范围为 5mA 至 40mA。	激光二极管的响应时间比 LED 快得多。
自然	LED 发出的光是非相干的并且包含各种颜色。	激光二极管发出的光是相干的和单色的。

什么是LED？

LED 设备最好描述为 pn 结 二极管 电流通过时发光的地方。

在结区，来自 n 侧的电子与来自 p 侧的空穴结合，并以光（和热）的形式释放出足够的能量。

形成的光能通过二极管的结辐射。 单个 LED 用于制作小数点，而多个 LED 一起用于创建线段。

要了解 LED 的工作原理， 一种 需要了解量子理论，因为它与电子从高能级向低能级的运动有关。

在 LED 的构造过程中，它连接在正向偏置中，以便电流沿正向流动。 电子向相反的方向移动。

由于导带和价带之间存在能隙，因此该能量之差等于光子的功率。

在电子显示器中使用 LED 有几个优点。 例如，可以非常流畅地控制LED灯的强度； 与激光二极管不同，它们发出各种颜色，例如 墨绿色、红色、黄色等

它们对于家庭和工业用途也非常经济。

什么是激光二极管？

激光二极管被广泛使用，特别是用于科学和医学目的。 从激光二极管发出的光形成一束窄光束，可以从光纤快速发射。

单色性是激光二极管发出的光的主要特征之一。 因为它们只包含一种颜色，所以它们有很大的医疗应用。

激光二极管发出的光束也是相干的，这意味着只存在单一波长。 那里有两个 类 激光二极管，一种可以自行发光，另一种使用外部光源。

激光有一个很大的优势：光可以传播很远的距离。 除了可以长距离传输之外，使用激光二极管还有其他优势。

例如，激光二极管功耗低，可以长时间工作，这种设备的制造成本也很普遍，而且体积小，便于携带。

在众多优点中，激光二极管也有一些缺点。

最显着的缺点是激光发出的光对人体有害 我们的 眼睛，并且设备的性能会因温度升高而发生变化（易受高温影响）。

之间的主要区别 LED 和激光二极管

1. LED和激光二极管的工作原理不同。 虽然前者致力于 电- 亮度，后者适用于受激发射。
2. LED的驱动电流大于激光二极管。
3. LED存在于广阔的 带宽 范围（10THz 至 50THz），而激光二极管位于窄带宽范围（1MHz 至 2MHz）。
4. 在 LED 中，电荷载流子的浓度远低于激光二极管的浓度。
5. LED 具有较宽的结面积，因此光线可以通过非常宽的空间，而激光二极管具有非常窄的结面积。

参考资料

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

最后更新时间：25 年 2023 月 XNUMX 日