Διαφορά μεταξύ λέιζερ, LED και SLD

Τα λέιζερ, οι δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) και οι δίοδοι υπερφωταύγειας (SLD) είναι όλες πηγές φωτός στερεάς κατάστασης με προέλευση στα μέσα έως τα τέλη του 20ού αιώνα. Το κάποτε εξωτικό λέιζερ είναι πλέον οικιακό αντικείμενο, αν και συνήθως κρύβεται βαθιά μέσα σε συσκευές αναπαραγωγής βίντεο και CD. Τα LED είναι πανταχού παρόντα, φθηνά και ενεργειακά αποδοτικά, έχοντας ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως φώτα αυτοκινήτου, ψηφία ρολογιού και ενδεικτικές λυχνίες πίνακα. Τα SLD έχουν χαρακτηριστικά τόσο LED όσο και λέιζερ, αλλά σε αντίθεση με αυτά παράγουν ένα ευρύ φάσμα χρωμάτων.

Τα λέιζερ, τα LED και τα SLD είναι όλες οι παραλλαγές της δίοδος - ένα ενωμένο ζευγάρι υλικών με βάση το πυρίτιο, το ένα ηλεκτρικά θετικό, το άλλο αρνητικό, που περιέχει ίχνη αρσενικού, γάλλιου και άλλου στοιχεία. Όπως και με άλλους τύπους διόδων, αυτές οι συσκευές μεταφέρουν ηλεκτρισμό σε μία μόνο κατεύθυνση. Επιπλέον, παράγουν επίσης φως. Ένα λέιζερ ενισχύει το φως έχοντας το πυρίτιο μέσα σε ένα παράλληλο ζεύγος καθρεπτών, ένας από τους οποίους επιτρέπει μια μικρή ποσότητα φωτός να διαφύγει, παράγοντας τη δέσμη. Ένα SLD είναι κάπως παρόμοιο, χρησιμοποιώντας μια συσκευή που ονομάζεται οπτικός κυματοδηγός για την ενίσχυση του φωτός, αλλά χωρίς καθρέφτες. Ένα LED είναι η απλούστερη συσκευή των τριών, χρησιμοποιώντας μόνο τη λάμψη της διασταύρωσης πυριτίου καθώς περνάει ένα ρεύμα.

Σε αντίθεση με σχεδόν όλες τις άλλες πηγές φωτός, ένα λέιζερ παράγει κύματα φωτός που είναι όλα σε φάση, μια ιδιότητα γνωστή ως συνοχή. Αυτό σημαίνει ότι τα κύματα φωτός σε ένα λέιζερ έχουν κορυφές και γούρνες που όλα ευθυγραμμίζονται ταυτόχρονα, σαν στρατιώτες που βαδίζουν σε σχηματισμό. Οι λυχνίες LED και SLD παράγουν συμβατικό, ασυνάρτητο φως, που μοιάζει περισσότερο με την κίνηση των ποδιών σε ένα πολυσύχναστο πεζοδρόμιο της πόλης. Η συνοχή είναι χρήσιμη στην ολογραφία, στις τρισδιάστατες εικόνες που δημιουργούνται με φως λέιζερ, καθώς και στην ιντερφερόμετρη, η οποία χρησιμοποιεί παρεμβολές κυμάτων φωτός για να μετρήσει με ακρίβεια εξαιρετικά μικρές αποστάσεις.

Το εύρος ζώνης μιας πηγής φωτός είναι το εύρος των μηκών κύματος που παράγει. Τα λέιζερ και τα LED είναι και τα δύο μονοχρωματικά, παράγοντας ένα μόνο χρώμα. το φως λέιζερ είναι ένα μόνο μήκος κύματος, ενώ τα LED παράγουν ένα πολύ στενό εύρος που επικεντρώνεται σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος. Το εύρος ζώνης ενός SLD εξαρτάται από τη συσκευή - μερικά είναι τόσο στενά όσο ένα LED, άλλα είναι πολύ πιο ευρύ, αν και όχι τόσο ευρύ όσο το φως του ήλιου ή ο φωτισμός πυρακτώσεως.

Ένα LED παράγει φως σε ευρεία γωνία από τη σύνδεση του πυριτίου. Για τη βελτίωση της φωτεινότητας, ένας φακός σε ορισμένα σχέδια LED εστιάζει το φως σε στενότερο εύρος. Οι SLD παράγουν φως σε τόξο περίπου 35 μοιρών. Το φως με λέιζερ είναι ευθυγραμμισμένο, που σημαίνει ότι απλώνεται πολύ λίγο, διατηρώντας μια στενή δέσμη. Εάν χρειαστεί, οι φακοί μπορούν να εστιάσουν το φως του λέιζερ σε ένα μικρό σημείο ή να το εξαπλώσουν σε ευρεία γωνία.