Lasers, diodos emissores de luz (LEDs) e diodos superluminescentes (SLDs) são fontes de luz de estado sólido com origens em meados do século XX. O outrora exótico laser é agora um item doméstico, embora geralmente oculto em reprodutores de vídeo e CD. Os LEDs são onipresentes, baratos e eficientes em termos de energia, tendo uma ampla gama de aplicações, incluindo lanternas traseiras de carros, dígitos de relógio e lâmpadas indicadoras de painel. Os SLDs têm características de LEDs e lasers, mas, ao contrário deles, produzem uma ampla gama de cores.
Emissão de luz
Lasers, LEDs e SLDs são variações do diodo - um par unido de materiais à base de silício, um eletricamente positivo, o outro negativo, contendo traços de arsênio, gálio e outros elementos Como acontece com outros tipos de diodos, esses dispositivos conduzem eletricidade em apenas uma direção; além disso, eles também produzem luz. Um laser amplifica a luz por ter o silício dentro de um par paralelo de espelhos, um dos quais permite que uma pequena quantidade de luz escape, produzindo o feixe. Um SLD é um pouco semelhante, usando um dispositivo chamado guia de onda óptico para amplificar a luz, mas sem espelhos. Um LED é o dispositivo mais simples dos três, usando apenas o brilho da junção de silício quando uma corrente passa por ele.
Coerência
Ao contrário de quase todas as outras fontes de luz, um laser produz ondas de luz que estão todas em fase, uma propriedade conhecida como coerência. Isso significa que as ondas de luz em um laser têm cristas e vales que se alinham ao mesmo tempo, como soldados marchando em formação. LEDs e SLDs produzem luz convencional e incoerente, que é mais parecida com o tráfego de pedestres em uma calçada movimentada da cidade. A coerência é útil na holografia, nas imagens tridimensionais criadas com luz laser, bem como na interferometria, que usa a interferência da onda de luz para medir com precisão distâncias extremamente pequenas.
Largura de banda
A largura de banda de uma fonte de luz é a faixa de comprimentos de onda que ela produz. Lasers e LEDs são monocromáticos, produzindo uma única cor; a luz laser tem um único comprimento de onda, enquanto os LEDs produzem uma faixa muito estreita centrada em um comprimento de onda específico. A largura de banda de um SLD depende do dispositivo - alguns são tão estreitos quanto um LED, outros são muito mais amplos, embora não tão amplos quanto a luz do sol ou iluminação incandescente.
Direção
Um LED produz luz em um ângulo amplo a partir de sua junção de silício. Para melhorar o brilho, uma lente em alguns designs de LED focaliza a luz em uma faixa mais estreita. SLDs produzem luz em um arco de cerca de 35 graus. A luz do laser é colimada, o que significa que se espalha muito pouco por si mesma, mantendo um feixe estreito. Se necessário, as lentes podem focalizar a luz do laser em um ponto minúsculo ou espalhá-la em um ângulo amplo.