Was ist ein LED-Laser?
Eine Leuchtdiode (LED) ist eine Art fokussierte Lichtquelle. Eine Diode ist eine Licht emittierende Schaltung, die in allen Lasern vorhanden ist. Alle LED-Laser haben Dioden, bei denen Licht und Energie in einem konzentrierten Strahl nur in eine Richtung fließen können. Die Laser bewirken diesen Energiefluss durch die Manipulation von Elektronen.
Ein LED-Laser ist eine Halbleiterlichtquelle, das heißt, die LED-Laserlichtquelle wird gebildet, indem zwei leicht unterschiedliche Materialien nahe beieinander gebracht werden, um einen positiv-negativ (PN) -Übergang zu bilden. Die positive Seite, die Anode, entsteht durch Abwesenheit von Elektronen und den entsprechenden Löchern aus dieser Abwesenheit. Die negative Seite, die Kathode, enthält einen Einstrom von Elektronen. Die Vereinigung der Elektronen in den Löchern erzeugt das Licht.
Diese Verbindung von Elektronen in Löchern erzeugt keine Lichtrückkopplung, die üblicherweise durch Streuelektronen verursacht wird. Dies ist ein Problem bei Laserdioden, da dies mehrere Moden der Lichtemission verursacht, die die Breite des Strahls beeinflussen können. Da der LED-Laser nur eine Mode hat, da jedes Elektron von der Kathode ein entsprechendes Loch in der Anode hat, müssen keine Korrekturmaßnahmen ergriffen werden, wie dies bei anderen Lasertypen typisch ist.
Die ersten LED-Laser emittierten ein rotes Licht geringer Intensität, da die von den Diodenelektronen freigesetzten Photonen extrem nah an Infrarotlicht waren. LED-Laser haben sich in den sichtbaren und nicht sichtbaren Spektren zu den meisten Wellenlängen entwickelt, was bedeutet, dass ihre Linsen zu sichtbaren Farben manipuliert werden können. Moderne LED-Laser sind auch in Infrarot- und Ultraviolettlicht erhältlich.
LED-Laser können aus einer Verbindung hergestellt werden, die als Aluminiumgalliumindiumphosphid bezeichnet wird, um die Halbleiterschaltung und den PN-Übergang zu erzeugen. Diese Materialien erzeugen rote, gelbe und orangefarbene LEDs. Unterschiedliche Variationen der Elemente in jeder Verbindung erzeugen Variationen in der Farbe. Ein anderes Material, Indiumgalliumnitrid, erzeugt grüne, blaue und weiße LEDs.
LED-Laser sind kostengünstiger in der Herstellung und liefern Strom an. Ein typischer LED-Laser benötigt 30-60 Milliwatt Energie, um Licht zu erzeugen, viel weniger als andere Laser. Außerdem ist das Spektrum des sichtbaren Lichts eines LED-Lasers aufgrund seines breiteren Wellenlängenfrequenzbereichs viel größer als das eines Lasers.
Die für eine LED erforderliche Spannung ist im Vergleich zu anderen Arten von Leuchtmitteln im Allgemeinen recht niedrig. Ein einzelner LED-Indikatorlaser benötigt zwei bis vier Volt Elektrizität und emittiert 1 bis 50 Ampere Licht im Vergleich zu Laserdioden, die bei gleicher Stromstärke vier bis sechs Volt Energie benötigen. LED-Laser, die für Haushalts- und Stadtbeleuchtung verwendet werden, benötigen die gleiche Menge an Strom wie Glühlampen, können jedoch mehrere tausend Ampere Licht liefern.
Aufgrund des geringeren Energiebedarfs von LED-Lasern eignen sie sich ideal für den Betrieb mit Gleichstrombatterien. Diese energiesparenden LED-Laser können für kleinere Strahlen wie Taschenlampen und Bücherleuchten verwendet werden. Sie sorgen für eine ausreichende Beleuchtung sowie eine längere Lebensdauer der Lampe aufgrund der niedrigeren erforderlichen Spannung.