Was ist der Unterschied zwischen einer Laserdiode und einer gewöhnlichen LED?

Laserdioden verwenden einen optischen Hohlraumresonator, der, wenn er mit Licht oberhalb der "Laserschwelle" injiziert wird, um Größenordnungen mehr Licht erzeugt als durch die Resonanz mit hohem Q eingestrahlt wird. Ein integrierter PD erkennt die Leistung, sodass sie reguliert werden muss, um einen unkontrollierten Wärmeanstieg zu vermeiden. Ein dickes Metallgehäuse ist unerlässlich, um die Wärme und die höhere Leistung abzuleiten.

Zu den natürlichen Effekten der Emission von Photonen mit hohem Q gehört die Kohärenz des Lichts mit geringem Jitter, während LEDs Schwingungen von Bandlückenschwingungen mit niedrigem Q sind, die zu inkohärenten Phononenemissionen von Licht führen.

Laser haben derzeit einen Wirkungsgrad von etwa 30 %, während LEDs derzeit bis zu 70 % effizient sind.

Der größte Unterschied? Eine Besetzungsinversion. Zweiter Unterschied? Spiegel.

LEDs emittieren Licht aus der Rekombination von Löchern und Elektronen über einen PN-Übergang: Quelle: Warwick

Laser emittieren Licht, indem sie eine Partikelpopulation in einen angeregten Zustand versetzen, der dann die Emission eines Photons verursacht:

Spiegel helfen auch, die Anregung einer Besetzungsinversion aufrechtzuerhalten. Die Verstärkung des Lasers wird mit Spiegeln erhöht, Photonen treffen mit größerer Wahrscheinlichkeit auf ein angeregtes Atom, wodurch der Emissionsprozess erneut beginnt. Quelle: Olymp

Was ist also mit einer Laserdiode? Einfach eine Diode mit Spiegeln (und einigen anderen atomaren Anordnungen, um die Emission auf einer schmaleren Bandbreite zu halten)

Quelle: Arbeitsanwendungen mit Laserdioden

Lazed Light unterscheidet sich von normalem Licht. Die von einem Laser emittierten Photonen sind zeitlich und räumlich kohärent, das heißt, sie bewegen sich alle in die gleiche Richtung mit der gleichen Phase, weshalb sie so fokussiert erscheinen.

Während LEDs monochromatisch sind (eine einzige Lichtwellenlänge emittieren), haben sie keine zeitliche oder räumliche Kohärenz – die Fotos sind nicht phasenausgerichtet und bewegen sich nicht alle in die gleiche Richtung. Sie können eine Art Kunststoffoptik anbringen, um das Licht etwas dorthin zu lenken, wo Sie es möchten, aber es wird nicht getrübt.

Nur um etwas zu bereits guten anderen Antworten hinzuzufügen:

Stellen Sie sich eine Laserdiode als einen reinen, nicht modulierten Hochleistungs-Sinuswellen-Funksender mit einer nahezu idealen Einrichtungsantenne vor, nur ihre Wellenlänge ist im Vergleich zu Funkgeräten klein.

Normale farbige LEDs müssen (im gleichen Analogon) als ein riesiger Haufen von Funksendern mit viel geringerer Leistung mit Breitstrahlantennen betrachtet werden, die alle leicht unterschiedliche Frequenzen und schwankende Ausgangsleistungen haben - keine Möglichkeit, sie in irgendetwas zu verwenden, das genau reine Sinuswellen benötigt und nur eine und genau definierte Ausbreitungsrichtung ist erlaubt.