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Les lasers, les diodes électroluminescentes (DEL) et les diodes superluminescentes (SLD) sont tous des sources lumineuses à semi-conducteurs dont l'origine remonte au milieu ou à la fin du XXe siècle. Le laser jadis exotique est maintenant un article ménager, bien qu'il soit généralement caché au fond des lecteurs vidéo et CD. Les LED sont omniprésentes, peu coûteuses et éconergétiques, et ont un large éventail d’applications, notamment les feux arrière de voiture, les chiffres de l’horloge et les témoins lumineux des panneaux. Les SLD ont des caractéristiques à la fois de LED et de lasers mais, contrairement à ceux-ci, produisent une large gamme de couleurs.
Émission de lumière
Lasers, LED et SLD sont des variantes de la diode - une paire de matériaux à base de silicium, l’un électriquement positif, l’autre négatif, contenant des traces d’arsenic, de gallium et d’autres éléments. Comme avec les autres types de diodes, ces appareils ne conduisent l’électricité que dans un sens; en outre, ils produisent également de la lumière. Un laser amplifie la lumière en plaçant le silicium à l'intérieur d'une paire de miroirs parallèles, dont l'un permet à une petite quantité de lumière de s'échapper, produisant le faisceau. Un SLD est quelque peu similaire, utilisant un dispositif appelé guide d’onde optique pour amplifier la lumière, mais sans miroirs. Une LED est le dispositif le plus simple des trois, utilisant uniquement les jonctions de silicium qui brillent lorsqu'un courant la traverse.
La cohérence
Contrairement à presque toutes les autres sources de lumière, un laser produit des ondes lumineuses qui sont toutes en phase, propriété appelée cohérence. Cela signifie que les ondes lumineuses dans un laser ont des crêtes et des creux qui s’alignent tous en même temps, comme des soldats en formation. Les LED et les SLD produisent une lumière conventionnelle et incohérente, qui ressemble davantage à la circulation piétonnière sur un trottoir urbain achalandé. La cohérence est utile en holographie, les images tridimensionnelles créées avec la lumière laser, ainsi que l'interférométrie, qui utilise l'interférence des ondes lumineuses pour mesurer avec précision des distances extrêmement petites.
Bande passante
La bande passante d'une source de lumière est la gamme de longueurs d'onde qu'elle produit. Les lasers et les LED sont tous deux monochromatiques, produisant une seule couleur; La lumière laser est une seule longueur d'onde, tandis que les LED produisent une plage très étroite centrée sur une longueur d'onde particulière. La bande passante d'un SLD dépend de l'appareil. Certaines sont aussi étroites qu'une LED, d'autres sont beaucoup plus larges, mais pas autant que la lumière du soleil ou un éclairage incandescent.
Direction
Une LED produit de la lumière sous un grand angle à partir de sa jonction en silicium. Pour améliorer la luminosité, un objectif de certaines conceptions de LED concentre la lumière dans une plage plus étroite. Les SLD produisent de la lumière dans un arc d’environ 35 degrés. La lumière laser est collimatée, ce qui signifie qu’elle s’étale très peu, en gardant un faisceau étroit. Si nécessaire, les objectifs peuvent focaliser la lumière laser sur une minuscule pointe ou la diffuser sous un angle large.