Perbedaan Antara Dioda Pemancar Cahaya Dan Dioda Laser

Dalam teknologi modern, dioda pemancar cahaya (LED) danDioda Laser (LD)adalah dua teknologi sumber cahaya yang umum. Meskipun serupa dalam beberapa aspek, namun memiliki perbedaan yang signifikan dalam hal prinsip kerja, penerapan, dan kinerja.

Perbedaan prinsip emisi cahaya: LED menggunakan rekombinasi emisi spontan dari pembawa yang disuntikkan ke area aktif untuk memancarkan cahaya, sedangkan LD menggunakan rekombinasi emisi terstimulasi untuk memancarkan cahaya. Arah dan fasa foton yang dipancarkan oleh dioda pemancar cahaya bersifat acak, sedangkan foton yang dipancarkan oleh dioda laser mempunyai arah dan fasa yang sama.

LED adalah singkatan dari Light Emitting Diode. Hal ini banyak terlihat dalam kehidupan sehari-hari, seperti lampu indikator peralatan rumah tangga, lampu anti kabut belakang mobil, dll. Fitur LED yang paling menonjol adalah masa pakainya yang lama dan efisiensi konversi fotolistrik yang tinggi. Pada dasarnya, pada sambungan PN beberapa bahan semikonduktor, ketika pembawa minoritas yang disuntikkan bergabung kembali dengan pembawa mayoritas, kelebihan energi akan dilepaskan dalam bentuk cahaya, sehingga secara langsung mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Ketika tegangan balik diterapkan pada sambungan PN, sulit bagi pembawa minoritas untuk diinjeksikan, sehingga tidak memancarkan cahaya. Dioda jenis ini yang dibuat dengan prinsip elektroluminesensi injeksi disebut dioda pemancar cahaya atau biasa disebut LED.

LD adalah singkatan bahasa Inggris dari dioda laser. Struktur fisik dioda laser adalah menempatkan lapisan semikonduktor fotoaktif di antara persimpangan dioda pemancar cahaya. Permukaan ujungnya sebagian reflektif setelah dipoles, sehingga membentuk rongga resonansi optik. Dalam kasus bias maju, sambungan LED memancarkan cahaya dan berinteraksi dengan rongga resonansi optik, sehingga selanjutnya merangsang emisi satu panjang gelombang cahaya dari sambungan tersebut. Sifat fisik cahaya ini bergantung pada material. Prinsip kerja dioda laser semikonduktor secara teoritis sama dengan laser gas. Dioda laser banyak digunakan pada perangkat optoelektronik berdaya rendah seperti drive CD di komputer dan print head di printer laser.

Penjelasan singkat tentang perbedaan prinsip, arsitektur, dan kinerja antara keduanya.
(1) Perbedaan prinsip kerja: LED menggunakan rekombinasi emisi spontan dari pembawa yang disuntikkan ke area aktif untuk memancarkan cahaya, sedangkan LD menggunakan rekombinasi emisi terstimulasi untuk memancarkan cahaya.
(2) Perbedaan arsitektur: LD memiliki rongga resonansi optik, yang memungkinkan foton yang dihasilkan berosilasi dan menguatkan di dalam rongga tersebut, sedangkan LED tidak memiliki rongga resonansi.
(3) Perbedaan kinerja: LED tidak memiliki karakteristik nilai kritis, dan kerapatan spektralnya beberapa kali lipat lebih tinggi daripada LD. Daya keluaran cahaya LED kecil dan sudut divergensinya besar.

Prinsip bekerja:
Dioda pemancar cahaya adalah perangkat semikonduktor yang menghasilkan cahaya dengan menyuntikkan elektron dan lubang. Ketika elektron dan lubang bergabung kembali, energi dilepaskan dalam bentuk foton, menghasilkan cahaya tampak atau cahaya dengan panjang gelombang lainnya. Sebaliknya, dioda laser adalah jenis dioda pemancar cahaya khusus yang menghasilkan cahaya melalui emisi radiasi terstimulasi. Dalam dioda laser, ketika elektron berpindah dari tingkat energi tinggi ke tingkat energi rendah, mereka melepaskan foton yang sesuai dengan frekuensi tertentu, sehingga mencapai amplifikasi cahaya yang koheren.
Karakteristik Balok:
Berkas cahaya yang dihasilkan oleh dioda pemancar cahaya biasanya tidak koheren, artinya fasa dan frekuensi gelombang cahaya tidak mempunyai hubungan yang tetap. Hal ini membuat pancaran cahaya dari dioda pemancar cahaya menyebar luas dan tidak dapat terfokus secara tinggi. Sebaliknya, sinar yang dihasilkan oleh dioda laser bersifat koheren, artinya fase dan frekuensi gelombang cahaya mempunyai hubungan yang tetap. Hal ini memungkinkan sinar dioda laser menjadi sangat terfokus, sehingga memungkinkan penerapan yang lebih tepat.
Karakteristik Spektral:
Spektrum yang dihasilkan oleh dioda pemancar cahaya umumnya luas, mengandung berbagai panjang gelombang cahaya. Hal ini membuat dioda pemancar cahaya banyak digunakan dalam bidang pencahayaan, tampilan, dan lampu latar. Sebaliknya, dioda laser menghasilkan spektrum sempit yang hanya berisi panjang gelombang cahaya tertentu. Hal ini membuat dioda laser memiliki nilai aplikasi yang lebih tinggi di berbagai bidang seperti komunikasi, pengukuran, dan perawatan medis.
Efisiensi dan Daya:
Dioda pemancar cahaya umumnya kurang efisien karena sebagian energinya hilang sebagai panas. Selain itu, kekuatan dioda pemancar cahaya biasanya kecil, sehingga membatasi penggunaannya dalam aplikasi berdaya tinggi. Sebaliknya, dioda laser lebih efisien karena gelombang cahaya yang dihasilkannya dapat sangat terfokus, sehingga mengurangi kehilangan energi. Selain itu, dioda laser memiliki daya yang lebih besar, sehingga cocok untuk aplikasi berdaya tinggi.
Area Aplikasi:
Dioda pemancar cahaya banyak digunakan dalam bidang pencahayaan, tampilan, lampu latar, transmisi sinyal, dan bidang lainnya. Karena biaya yang lebih rendah dan keandalan yang lebih tinggi, pangsa pasar dioda pemancar cahaya di bidang ini secara bertahap meningkat. Sebaliknya, dioda laser terutama digunakan dalam bidang komunikasi, pengukuran, medis, manufaktur, dan bidang lainnya. Karena karakteristik daya tinggi, fokus tinggi, dan koherensi tinggi, dioda laser memiliki keunggulan unik dalam aplikasi di bidang ini.

Parameter umum dioda laser
(1) Panjang gelombang: yaitu panjang gelombang kerja tabung laser. Saat ini, panjang gelombang tabung laser yang dapat digunakan sebagai saklar fotolistrik antara lain 635nm, 650nm, 670nm, 690nm, 780nm, 810nm, 860nm, 980nm, dll.
(2) Arus ambang Ith: yaitu arus di mana tabung laser mulai menghasilkan osilasi laser. Untuk tabung laser berdaya rendah pada umumnya, nilainya sekitar puluhan miliampere. Arus ambang batas tabung laser dengan struktur sumur kuantum ganda yang tegang bisa serendah 10mA. pengikut.
(3) Iop arus pengoperasian: Yaitu, arus penggerak ketika tabung laser mencapai daya keluaran terukur. Nilai ini penting untuk merancang dan men-debug sirkuit penggerak laser.
(4) Sudut divergensi vertikal θ⊥: Sudut di mana strip bercahaya dioda laser terbuka ke arah tegak lurus sambungan PN, umumnya sekitar 15˚~40˚.
(5) Sudut divergensi horizontal θ∥: Sudut di mana pita pemancar cahaya dioda laser terbuka dalam arah sejajar dengan sambungan PN, umumnya sekitar 6˚~10˚.
(6) Memantau arus Im: yaitu arus yang mengalir melalui tabung PIN ketika tabung laser berada pada daya keluaran terukur.

Inspeksi Dioda Laser
(1) Metode pengukuran resistansi: Lepaskan dioda laser dan ukur nilai resistansi maju dan mundurnya dengan multimeter dalam rentang R×1k atau R×10k. Biasanya, nilai resistansi maju adalah antara 20 dan 40kΩ, dan nilai resistansi terbalik adalah ∞ (tak terhingga). Jika nilai resistansi maju yang diukur melebihi 50kΩ, berarti kinerja dioda laser mengalami penurunan. Jika nilai resistansi maju yang diukur lebih besar dari 90kΩ, berarti dioda sudah sangat tua dan tidak dapat digunakan lagi.
(2) Metode pengukuran arus: Gunakan multimeter untuk mengukur penurunan tegangan pada resistor beban di rangkaian penggerak dioda laser, dan kemudian memperkirakan nilai arus yang mengalir melalui tabung sesuai dengan hukum Ohm. Ketika arus melebihi 100mA, jika potensiometer daya laser disesuaikan (lihat Gambar 5), dan tidak ada perubahan arus yang jelas, dapat dinilai bahwa dioda laser sudah sangat tua. Jika arus meningkat tajam dan tidak terkendali, berarti rongga resonansi optik dioda laser rusak.

Terdapat perbedaan signifikan antara dioda pemancar cahaya dan dioda laser dalam hal prinsip kerja, karakteristik berkas, karakteristik spektral, efisiensi dan daya, serta bidang aplikasi. Dioda pemancar cahaya cocok untuk aplikasi dengan sumber cahaya berdaya rendah dan tidak koheren, seperti penerangan dan layar, sedangkan dioda laser cocok untuk aplikasi dengan sumber cahaya berdaya tinggi, sangat terfokus, dan sangat koheren, seperti komunikasi dan medis. Memahami perbedaan ini membantu kita memilih dan menerapkan kedua teknologi sumber cahaya ini dengan lebih baik untuk memenuhi kebutuhan berbagai bidang.

Kontak informasi:

Jika Anda punya ide, jangan ragu untuk berbicara dengan kami. Tidak peduli di mana pelanggan kami berada dan apa kebutuhan kami, kami akan mengikuti tujuan kami untuk menyediakan pelanggan kami dengan kualitas tinggi, harga murah, dan layanan terbaik.