Differenza tra un laser, un LED e un SLD

I laser, i diodi a emissione di luce (LED) e i diodi superluminescenti (SLD) sono tutte sorgenti luminose a stato solido con origini tra la metà e la fine del XX secolo. Il laser un tempo esotico è ora un oggetto domestico, anche se di solito è nascosto in profondità all'interno di lettori video e CD. I LED sono onnipresenti, economici ed efficienti dal punto di vista energetico, con un'ampia gamma di applicazioni tra cui luci posteriori per auto, cifre dell'orologio e spie del pannello. Gli SLD hanno caratteristiche sia dei LED che dei laser, ma a differenza di loro producono un'ampia gamma di colori.

Laser, LED e SLD sono tutte varianti del diodo: una coppia unita di materiali a base di silicio, uno elettricamente positivo, l'altro negativo, contenente tracce di arsenico, gallio e altro elementi. Come con altri tipi di diodi, questi dispositivi conducono l'elettricità in una sola direzione; inoltre, producono anche luce. Un laser amplifica la luce disponendo il silicio all'interno di una coppia parallela di specchi, uno dei quali consente la fuoriuscita di una piccola quantità di luce, producendo il raggio. Un SLD è in qualche modo simile, utilizzando un dispositivo chiamato guida d'onda ottica per amplificare la luce, ma senza specchi. Un LED è il dispositivo più semplice dei tre, poiché utilizza solo il bagliore della giunzione di silicio mentre la corrente lo attraversa.

A differenza di quasi tutte le altre sorgenti luminose, un laser produce onde luminose tutte in fase, una proprietà nota come coerenza. Ciò significa che le onde luminose in un laser hanno creste e depressioni che si allineano tutte allo stesso tempo, come soldati che marciano in formazione. I LED e gli SLD producono una luce convenzionale e incoerente, che è più simile al traffico pedonale su un marciapiede trafficato della città. La coerenza è utile in olografia, le immagini tridimensionali create con la luce laser, così come l'interferometria, che utilizza l'interferenza delle onde luminose per misurare accuratamente distanze estremamente piccole.

La larghezza di banda di una sorgente luminosa è la gamma di lunghezze d'onda che produce. Laser e LED sono entrambi monocromatici, producendo un unico colore; la luce laser è una singola lunghezza d'onda, mentre i LED producono una gamma molto ristretta centrata su una particolare lunghezza d'onda. La larghezza di banda di un SLD dipende dal dispositivo: alcuni sono stretti quanto un LED, altri sono molto più ampi, sebbene non così ampi come la luce solare o l'illuminazione a incandescenza.

Un LED produce luce con un ampio angolo dalla sua giunzione in silicio. Per migliorare la luminosità, una lente in alcuni modelli di LED focalizza la luce in una gamma più ristretta. Gli SLD producono luce in un arco di circa 35 gradi. La luce laser è collimata, il che significa che si diffonde molto poco da sola, mantenendo un raggio stretto. Se necessario, le lenti possono focalizzare la luce laser su un minuscolo puntino o diffonderla in un ampio angolo.