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Anzahl Durchsuchen:0 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2026-01-26 Herkunft:Powered
Sowohl Leuchtdioden (LED) als auch Laserdioden (LD) erzeugen Licht durch Elektronen-Loch-Rekombination. Beide haben als Herzstück eine PIN-Diode. Sogar ihre Namen klingen ähnlich.
Wie unterscheiden sie sich?
Schauen wir uns zunächst die jeweilige Verwendung an, bevor wir erfahren, welche Designunterschiede LEDs in Laserdioden verwandeln.
LEDs sind eine kostengünstige und energieeffiziente Lösung für die Alltagsbeleuchtung. Sie sind robust und langlebig und erzeugen sehr wenig Wärme. Es gibt sie in allen Farben und Weißtönen.
Sie strahlen „normales“ Licht (inkohärent und multidirektional) aus, genau wie eine Leuchtstoffröhre oder eine Glühlampe.
LEDs werden überall eingesetzt: Straßenlaternen, Küchenbeleuchtung, Gewerbebeleuchtung, elektronische Geräte wie Bluetooth-Kopfhörer, Smartphone-Taschenlampen und mehr.
Laserdioden teilen die Vorteile von LEDs, emittieren jedoch Laserlicht (kohärent und unidirektional).
Sie werden in Laserpointern und speziellen wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen (optisches Pumpen anderer Laser, Spektroskopie, Oberflächenhärtung, Schweißen) eingesetzt.
Die Telekommunikations- und optische Datenspeicherindustrie ist der größte Verbraucher von Laserdioden, unter anderem weil Laserdioden eine extrem schnelle Reaktionszeit haben (sie können sehr schnell ein- und ausgeschaltet werden).
Sowohl LEDs als auch Laserdioden sind PIN-Dioden. Bei diesem speziellen Diodentyp liegt eine aktive Zone – der intrinsische (I)-Bereich – zwischen einem negativen (N) und einem positiven (P) Bereich.
Das gesamte Licht entsteht, wenn die Elektronen (negativ) und Elektronenlöcher (Fehlen von Elektronen = positiv) im intrinsischen Bereich rekombinieren.
Bei LEDs ist der intrinsische Bereich größer als bei Laserdioden. Dies bedeutet, dass die photonenerzeugenden Rekombinationen auf einer größeren Oberfläche stattfinden, was die Wärmeableitung erleichtert und die Haltbarkeit verbessern kann.
Damit jedoch Laserlicht erzeugt werden kann, muss eine Besetzungsinversion erreicht werden, die nur dann möglich ist, wenn die Dichte der Träger im oberen Zustand hoch ist. Um die Dichte zu erhöhen, werden die intrinsischen Bereiche in Laserdioden verkleinert, um den Strom zu konzentrieren.
Bei LEDs entweichen die erzeugten Photonen sofort. Es hat keinen Sinn, sie bei sich zu behalten. Bei Laserdioden ist es sehr nützlich, Photonen in der Nähe zu halten, da sie zum Keim eines späteren Laserstrahls werden.
Indem die Kanten des intrinsischen Bereichs glatt und spiegelglatt gemacht werden, werden Photonen ständig wieder in den aktiven Bereich injiziert. Und da diese Region voller angeregter Atome ist (dank der Besetzungsinversion), kann es zu einer stimulierten Emission kommen, wodurch die wieder injizierten Photonen effektiv dupliziert werden. Wenn sie immer wieder neu injiziert und verdoppelt werden, werden diese Photonen zu einem leistungsstarken Laserstrahl.
Natürlich muss der Laser irgendwann entweichen, weshalb eine Kante des optischen Hohlraums (der Ausgang) nur teilweise reflektierend ausgelegt ist.
Laserdioden arbeiten wie eine LED mit einer PIN-Diode. Sie vereinen alle Vorteile von LEDs (kostengünstig, kleiner Platzbedarf, geringer Stromverbrauch, robust und langlebig), erzeugen aber Laserlicht.
Dies erreichen sie dank einer kleineren aktiven Region (I) und einer spiegelähnlichen Oberfläche, die es ihnen ermöglicht, die von ihnen erzeugten Photonen lange genug einzufangen, um sie zu einem Laser zu verstärken.
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