De termen "laser" en "LED" worden vaak door elkaar gebruikt, wat leidt tot verwarring over de vraag of lasers van LED's zijn gemaakt. Om deze misvatting te verduidelijken, zullen we ons verdiepen in de definities, classificaties, materiaaleigenschappen, toepassingen en belangrijke overwegingen van zowel lasers als LED's.
Wat is een laser?
Een laser (een acroniem voor Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) is een apparaat dat licht van een enkele golflengte uitzendt in een sterk gecollimeerde straal. Het werkt door het stimuleren van de emissie van fotonen via een proces dat gestimuleerde emissie wordt genoemd, waarbij een atoom in de aangeslagen toestand wordt geïnduceerd om een foton uit te zenden met dezelfde fase en richting als een invallend foton.
Wat is een LED?
Een LED (Light Emitting Diode) is een halfgeleiderlichtbron die onsamenhangend licht uitzendt wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat. LED's werken volgens het principe van elektroluminescentie, waarbij elektronen en gaten in het halfgeleidermateriaal recombineren om energie vrij te geven in de vorm van licht.
Classificaties
Lasers:
Vastestoflasers: gebruik kristallen, glazen of andere vaste materialen als actief medium.
Gaslasers: werken met gassen zoals helium-neon of koolstofdioxide als actief medium.
Kleurstoflasers: Gebruik organische kleurstoffen opgelost in een oplosmiddel als actief medium.
Halfgeleiderlasers: Ook bekend als laserdiodes, gebruiken ze halfgeleidermaterialen zoals galliumarsenide.
LED's:
Infrarood-LED's: zenden infrarood licht uit, dat vaak wordt gebruikt in afstandsbedieningen.
Zichtbare LED's: zenden licht uit in het zichtbare spectrum, gebruikt in displays, verkeerslichten, enz.
Ultraviolette LED's: zenden ultraviolet licht uit, gebruikt bij sterilisatie- en uithardingsprocessen.
Materiaalkenmerken
Lasers:
Monochromaticiteit: Zendt een enkele golflengte licht uit.
Coherentie: De uitgezonden lichtgolven zijn in fase, waardoor interferentie en diffractie-effecten mogelijk zijn.
Directioneel: Zendt uit in een smalle straal met lage divergentie.
LED's:
Incoherent: zenden licht uit dat niet coherent is, wat betekent dat de lichtgolven niet in fase met elkaar zijn.
Laag vermogen: zenden doorgaans minder vermogen uit dan lasers, maar dit varieert afhankelijk van de toepassing.
Breed spectraal bereik: Zend licht uit over een bereik van golflengten in plaats van over één enkele golflengte.
Toepassingen
Lasers:
Medische procedures: chirurgie, therapie en diagnostiek.
Industrie: Snijden, lassen en meten.
Communicatie: glasvezeltransmissie en dataopslag.
Onderzoek: natuurkundige experimenten en astronomie.
LED's:
Verlichting: Huishoudelijke en commerciële verlichting.
Bewegwijzering: borddisplays voor buiten en binnen.
Elektronica: Schermen weergeven op apparaten zoals mobiele telefoons en tv's.
Speciale toepassingen: fototherapie, indicatielampjes en sierverlichting.
Overwegingen
Lasers kunnen gevaarlijk zijn als ze niet op de juiste manier worden gebruikt, en vereisen veiligheidsmaatregelen zoals een veiligheidsbril en gecontroleerde omgevingen.
LED's hebben een langere levensduur en zijn energiezuiniger in vergelijking met traditionele verlichtingsoplossingen.
Zowel lasers als LED's kunnen worden beïnvloed door hitte, waardoor geschikte koelmethoden nodig zijn voor optimale prestaties.
De keuze tussen lasers en LED's voor specifieke toepassingen hangt af van de eisen aan lichtcoherentie, vermogen en golflengte.
Conclusie
Lasers en LED's zijn verschillende soorten lichtbronnen met verschillende kenmerken. Hoewel beide halfgeleiderapparaten zijn, zijn lasers niet gemaakt van LED's. Lasers produceren coherent en monochromatisch licht door gestimuleerde emissie, terwijl LED's onsamenhangend licht uitstralen door middel van elektroluminescentie. Elk heeft zijn eigen materiaaleigenschappen, toepassingen en overwegingen. Het is essentieel om deze verschillen te begrijpen om de juiste technologie voor een bepaalde taak te selecteren.