コンテンツ
レーザー、発光ダイオード（LED）、スーパールミネッセントダイオード（SLD）はすべて、20世紀半ばから後半に起源を持つ固体光源です。かつてエキゾチックなレーザーは今では家庭用品ですが、通常はビデオやCDプレーヤーの奥深くに隠されています。 LEDはどこにでもあり、安価で、エネルギー効率が高く、車のテールライト、時計の数字、パネルインジケータランプなどの幅広い用途があります。 SLDにはLEDとレーザーの両方の特性がありますが、それらとは異なり、幅広い色を生成します。
発光
レーザー、LED、SLDはすべてダイオードのバリエーションです-シリコンベースの材料の結合ペアで、一方は電気的に正、もう一方は負で、微量のヒ素、ガリウム、その他の元素を含みます。他のタイプのダイオードと同様に、これらのデバイスは一方向にのみ電気を伝導します。さらに、彼らはまた光を生成します。レーザーは、平行なミラーのペアの内側にシリコンを配置することで光を増幅します。ミラーの1つは、少量の光を逃がし、ビームを生成します。 SLDも多少似ており、光導波管と呼ばれるデバイスを使用して光を増幅しますが、ミラーはありません。 LEDは3つの中で最も単純なデバイスであり、電流が流れるとシリコンジャンクションのみが使用されます。
コヒーレンス
他のほぼすべての光源とは異なり、レーザーはすべて同位相の光波を生成します。これはコヒーレンスとして知られる特性です。つまり、レーザーの光波には、隊列を組んで行進している兵士のように、すべてが同時に並ぶ山と谷があります。 LEDとSLDは、従来のインコヒーレントな光を生成します。これは、忙しい街の歩道を歩いている人のようです。コヒーレンスは、ホログラフィ、レーザー光で作成された3次元画像、および光波干渉を使用して非常に短い距離を正確に測定する干渉法で役立ちます。
帯域幅
光源の帯域幅は、生成する波長の範囲です。レーザーとLEDはどちらも単色で、単色を生成します。レーザー光は単一の波長ですが、LEDは特定の波長を中心とした非常に狭い範囲を生成します。 SLDの帯域幅はデバイスに依存します。一部はLEDとほぼ同じくらい狭いものもあれば、はるかに広いものもありますが、太陽光や白熱灯ほど広くはありません。
方向
LEDは、シリコン接合から広い角度で光を生成します。明るさを改善するために、一部のLEDデザインのレンズは、より狭い範囲で光の焦点を合わせます。 SLDは約35度の円弧で光を生成します。レーザー光はコリメートされます。つまり、狭いビームを維持しながら、レーザー光はそれ自体ではほとんど広がりません。必要に応じて、レンズはレーザー光を小さなピンポイントに焦点を合わせたり、広角に広げることができます。