Термините "лазер" и "LED" често се използват взаимозаменяемо, което води до объркване дали лазерите са направени от светодиоди. За да изясним това погрешно схващане, ще разгледаме дефинициите, класификациите, свойствата на материалите, приложенията и важните съображения както за лазерите, така и за светодиодите.
Какво е лазер?
Лазерът (акроним на Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) е устройство, което излъчва светлина с една дължина на вълната в силно колимиран лъч. Той действа чрез стимулиране на излъчването на фотони чрез процес, наречен стимулирано излъчване, при който атом във възбудено състояние се индуцира да излъчва фотон със същата фаза и посока като падащия фотон.
Какво е светодиод?
LED (Light Emitting Diode) е полупроводников източник на светлина, който излъчва некохерентна светлина, когато през него преминава електрически ток. Светодиодите работят на принципа на електролуминесценцията, при който електрони и дупки се рекомбинират в полупроводниковия материал, за да освободят енергия под формата на светлина.
Класификации
Лазери:
Твърдотелни лазери: Използвайте кристали, стъкла или други твърди материали като активна среда.
Газови лазери: Работят с газове като хелий-неон или въглероден диоксид като активна среда.
Багрилни лазери: Използвайте органични багрила, разтворени в разтворител като активна среда.
Полупроводникови лазери: Известни също като лазерни диоди, те използват полупроводникови материали като галиев арсенид.
светодиоди:
Инфрачервени светодиоди: излъчват инфрачервена светлина, често използвана в дистанционните управления.
Видими светодиоди: излъчват светлина във видимия спектър, използвани в дисплеи, светофари и др.
Ултравиолетови светодиоди: излъчват ултравиолетова светлина, използвани при процеси на стерилизация и втвърдяване.
Материални атрибути
Лазери:
Монохроматичност: излъчва светлина с една дължина на вълната.
Кохерентност: Излъчваните светлинни вълни са във фаза, което позволява интерференция и дифракционни ефекти.
Насочен: Излъчва в тесен лъч с ниска дивергенция.
светодиоди:
Некохерентна: Излъчва светлина, която не е кохерентна, което означава, че светлинните вълни не са във фаза една спрямо друга.
Ниска мощност: Обикновено излъчват по-ниска мощност от лазерите, но това варира в зависимост от приложението.
Широк спектрален диапазон: Излъчвайте светлина в диапазон от дължини на вълната, а не в една дължина на вълната.
Приложения
Лазери:
Медицински процедури: Хирургия, терапия и диагностика.
Промишленост: рязане, заваряване и измерване.
Комуникация: Оптично предаване и съхранение на данни.
Изследвания: Физически експерименти и астрономия.
светодиоди:
Осветление: Битово и търговско осветление.
Сигнали: Външни и вътрешни табели.
Електроника: Показвайте екрани в устройства като мобилни телефони и телевизори.
Специални приложения: фототерапия, светлинни индикатори и декоративно осветление.
Съображения
Лазерите могат да бъдат опасни, ако не се използват правилно, изискващи мерки за безопасност като очила и контролирана среда.
Светодиодите имат по-дълъг живот и са по-енергийно ефективни в сравнение с традиционните решения за осветление.
Както лазерите, така и светодиодите могат да бъдат повлияни от топлина, което изисква подходящи методи за охлаждане за оптимална работа.
Изборът между лазери и светодиоди за конкретни приложения зависи от изискванията за светлинна кохерентност, мощност и дължина на вълната.
Заключение
Лазерите и светодиодите са различни видове източници на светлина с различни характеристики. Докато и двете са полупроводникови устройства, лазерите не са направени от светодиоди. Лазерите произвеждат кохерентна и монохроматична светлина чрез стимулирано излъчване, докато светодиодите излъчват некохерентна светлина чрез електролуминесценция. Всеки има свой собствен набор от свойства на материала, приложения и съображения. Важно е да разберете тези разлики, за да изберете подходящата технология за дадена задача.