LED diode (diode koje emituju svjetlost) i laseri (pojačavanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja) su dva od najčešće korištenih fotoničkih uređaja u različitim primjenama kao što su rasvjeta, komunikacija podataka, medicinski i vojni sistemi. Iako i LED i laserski uređaji generiraju svjetlost, oni imaju različite strukture i mehanizme emisije svjetlosti. U ovom članku ćemo raspravljati o razlikama između LED i laserskih struktura.
1. LED struktura
LED diode su obično napravljene od poluvodičkih materijala kao što su galijum arsenid (GaAs) ili galijum nitrid (GaN). Sastoje se od pn spoja, gdje se elektroni i rupe spajaju i oslobađaju energiju u obliku svjetlosnih fotona. LED diode se mogu kategorizirati u dvije vrste: direktni pojas i indirektni pojas. LED diode s direktnim razmakom emituju svjetlost direktno iz rekombinacije elektrona i rupa, dok LED diode s indirektnim razmakom zahtijevaju pomoć obližnjeg kristalnog defekta da emituju svjetlost. LED diode su obično uređaji male snage i mogu emitovati svjetlost u različitim bojama, uključujući crvenu, zelenu, plavu i bijelu.
2. Laserska struktura
Laseri se, s druge strane, sastoje od tri osnovna elementa: aktivnog medija, izvora pumpanja i rezonantne šupljine. Aktivni medij je materijal koji može pojačati svjetlost stimuliranom emisijom. Izvor pumpe daje energiju za pobuđivanje atoma ili molekula u aktivnom mediju na viši energetski nivo. Rezonantna šupljina daje povratnu informaciju za pojačavanje svjetlosti koju emituje aktivni medij. Laserske strukture se mogu klasifikovati u dva glavna tipa: ivične i površinske. Laseri koji emituju ivice emituju svetlost sa ivice uređaja, dok laseri koji emituju površinu emituju svetlost sa površine.
3. Razlike između LED i laserskih struktura
Glavna razlika između LED i laserskih struktura leži u njihovom mehanizmu rada. LED diode emituju svjetlost kada se elektroni rekombinuju s rupama, a svjetlost se tada spontano emituje u svim smjerovima. Nasuprot tome, laseri emituju svjetlost kada pobuđeni atomi ili molekuli u aktivnom mediju emituju fotone koji stimulišu druge atome ili molekule da emituju više fotona, što rezultira koherentnim snopom svjetlosti. Koherentna i usmjerena priroda laserskog svjetla omogućava mu da putuje mnogo dalje od LED svjetla.
Druga razlika je složenost struktura. Dok su LED strukture općenito jednostavnije i zahtijevaju manje energije, laserske strukture su složenije i zahtijevaju veću snagu za rad. To je zato što laseri zahtijevaju rezonantnu šupljinu da bi stvorili povratnu vezu neophodnu za koherentnu emisiju svjetlosti, dok LED diode to ne čine.
Ukratko, LED i laseri su različiti fotonički uređaji s različitim strukturama i mehanizmima emisije svjetlosti. LED diode emituju svjetlost iz pn spoja kada se elektroni i rupe rekombinuju, dok laseri emituju koherentnu i usmjerenu svjetlost kroz stimulisanu emisiju u aktivnom mediju unutar rezonantne šupljine. Oba uređaja imaju različite primjene i prednosti u zavisnosti od specifičnih zahtjeva sistema.
