Лазеры, светоизлучающие диоды (LED) и суперлюминесцентные диоды (SLD) - все это твердотельные источники света, появившиеся в середине-конце 20-го века. Некогда экзотический лазер теперь стал предметом домашнего обихода, хотя обычно он спрятан глубоко внутри видео- и CD-плееров. Светодиоды распространены повсеместно, недороги и энергоэффективны, они имеют широкий спектр применения, включая задние фонари автомобилей, цифры на часах и индикаторные лампы на панели. SLD имеют характеристики как светодиодов, так и лазеров, но в отличие от них производят широкий диапазон цветов.
Световое излучение
Лазеры, светодиоды и СЛД - все это разновидности диода - объединенная пара материалов на основе кремния, один электрически положительный, другой отрицательный, содержащий следы мышьяка, галлия и др. элементы. Как и другие типы диодов, эти устройства проводят электричество только в одном направлении; кроме того, они также излучают свет. Лазер усиливает свет за счет того, что кремний находится внутри пары параллельных зеркал, одно из которых позволяет небольшому количеству света выходить, создавая луч. СЛД в чем-то похожа, в ней используется устройство, называемое оптическим волноводом, для усиления света, но без зеркал. Светодиод - это простейшее устройство из трех, использующее только свечение кремниевого перехода, когда через него проходит ток.
Согласованность
В отличие от почти всех других источников света, лазер излучает световые волны, которые находятся в фазе, и это свойство известно как когерентность. Это означает, что световые волны в лазере имеют гребни и впадины, которые выстраиваются в одно и то же время, как солдаты, идущие строем. Светодиоды и SLD излучают обычный, некогерентный свет, который больше похож на пешеходный поток на оживленном городском тротуаре. Когерентность полезна в голографии, трехмерных изображениях, созданных с помощью лазерного света, а также в интерферометрии, которая использует интерференцию световых волн для точного измерения чрезвычайно малых расстояний.
Пропускная способность
Полоса пропускания источника света - это диапазон производимых им длин волн. И лазеры, и светодиоды монохроматические, производящие один цвет; лазерный свет имеет одну длину волны, тогда как светодиоды излучают очень узкий диапазон, сосредоточенный на одной конкретной длине волны. Пропускная способность SLD зависит от устройства - некоторые из них примерно такие же узкие, как светодиод, другие гораздо шире, хотя и не такие широкие, как солнечный свет или лампы накаливания.
Направление
Светодиод из своего кремниевого перехода излучает свет под широким углом. Для повышения яркости линзы в некоторых конструкциях светодиодов фокусируют свет в более узком диапазоне. SLD излучают свет по дуге около 35 градусов. Лазерный свет коллимирован, что означает, что он очень мало распространяется сам по себе, сохраняя узкий луч. При необходимости линзы могут фокусировать лазерный свет на крошечную точку или распространять его под широким углом.