Les lasers, les diodes électroluminescentes (DEL) et les diodes superluminescentes (SLD) sont toutes des sources lumineuses à semi-conducteurs dont les origines remontent au milieu ou à la fin du 20e siècle. Le laser autrefois exotique est maintenant un article ménager, bien qu'il soit généralement caché au plus profond des lecteurs vidéo et CD. Les LED sont omniprésentes, peu coûteuses et économes en énergie, ayant une large gamme d'applications, y compris les feux arrière de voiture, les chiffres de l'horloge et les voyants de panneau. Les SLD ont les caractéristiques des LED et des lasers, mais contrairement à eux, ils produisent une large gamme de couleurs.
Émission de lumière
Les lasers, les LED et les SLD sont toutes des variantes de la diode - une paire jointe de matériaux à base de silicium, l'un électriquement positif, l'autre négatif, contenant des traces d'arsenic, de gallium et d'autres éléments. Comme avec d'autres types de diodes, ces dispositifs conduisent l'électricité dans une seule direction; en outre, ils produisent également de la lumière. Un laser amplifie la lumière en plaçant le silicium à l'intérieur d'une paire parallèle de miroirs, dont l'un permet à une petite quantité de lumière de s'échapper, produisant le faisceau. Un SLD est quelque peu similaire, utilisant un dispositif appelé guide d'ondes optique pour amplifier la lumière, mais sans miroirs. Une LED est le dispositif le plus simple des trois, n'utilisant que la lueur de la jonction de silicium lorsqu'un courant la traverse.
La cohérence
Contrairement à presque toutes les autres sources lumineuses, un laser produit des ondes lumineuses qui sont toutes en phase, une propriété connue sous le nom de cohérence. Cela signifie que les ondes lumineuses d'un laser ont des crêtes et des creux qui s'alignent tous en même temps, comme des soldats marchant en formation. Les LED et les SLD produisent une lumière conventionnelle incohérente, qui ressemble davantage à une circulation piétonne sur un trottoir urbain très fréquenté. La cohérence est utile en holographie, les images tridimensionnelles créées avec la lumière laser, ainsi qu'en interférométrie, qui utilise l'interférence des ondes lumineuses pour mesurer avec précision des distances extrêmement petites.
Bande passante
La bande passante d'une source lumineuse est la gamme de longueurs d'onde qu'elle produit. Les lasers et les LED sont tous deux monochromatiques, produisant une seule couleur; la lumière laser est une seule longueur d'onde, tandis que les LED produisent une plage très étroite centrée sur une longueur d'onde particulière. La bande passante d'un SLD dépend de l'appareil - certains sont à peu près aussi étroits qu'une LED, d'autres sont beaucoup plus larges, mais pas aussi larges que la lumière du soleil ou un éclairage incandescent.
Direction
Une LED produit de la lumière à un grand angle à partir de sa jonction en silicium. Pour améliorer la luminosité, une lentille dans certaines conceptions LED concentre la lumière dans une plage plus étroite. Les SLD produisent de la lumière dans un arc d'environ 35 degrés. La lumière laser est collimatée, ce qui signifie qu'elle s'étale très peu d'elle-même, gardant un faisceau étroit. Si nécessaire, les lentilles peuvent focaliser la lumière laser sur un point minuscule ou la diffuser dans un grand angle.