Eine Leuchtdiode (LED) ist eine Art fokussierte Lichtquelle. Eine Diode ist eine lichtemittierende Schaltung, die in allen Lasern zu finden ist. Alle LED-Laser verfügen über Dioden, die Licht und Energie nur in eine Richtung in einem konzentrierten Strahl fließen lassen. Die Laser bewirken diesen Energiefluss durch ihre Manipulation von Elektronen.
Ein LED-Laser ist eine Halbleiterlichtquelle, was bedeutet, dass die LED-Laserlichtquelle gebildet wird, indem zwei leicht unterschiedliche Materialien nahe beieinander gebracht werden, um einen positiv-negativ (PN)-Übergang zu bilden. Die positive Seite, die Anode, entsteht durch das Fehlen von Elektronen und die entsprechenden Löcher aus diesem Fehlen. Die negative Seite, die Kathode, enthält einen Zustrom von Elektronen. Die Verbindung 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 es mehrere Lichtemissionsmodi verursacht, die die Breite des Strahls beeinflussen können. Da der LED-Laser nur eine Mode hat, da jedes Elektron von der Kathode sein entsprechendes Loch in der Anode hat, müssen keine Korrekturmaßnahmen ergriffen werden, wie es bei anderen Lasertypen typisch ist.
Die ersten LED-Laser strahlten rotes Licht geringer Intensität aus, da die von den Dioden freigesetzten Photonen dem Infrarotlicht sehr nahe kamen. LED-Laser haben sich seitdem zu den meisten Wellenlängen im sichtbaren und nicht sichtbaren Spektrum entwickelt, was bedeutet, dass ihre Linsen auf sichtbare Farben manipuliert werden können. Moderne LED-Laser sind auch in infrarotem und ultraviolettem Licht erhältlich.
LED-Laser können aus einer Verbindung namens Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid hergestellt werden, um die Halbleiterschaltung und den PN-Übergang zu erzeugen. Diese Materialien erzeugen rote, gelbe und orangefarbene LEDs. Verschiedene Variationen der Elemente in jeder Verbindung erzeugen Variationen in der Farbe. Ein anderes Material, Indium-Gallium-Nitrid, erzeugt grüne, blaue und weiße LEDs.
LED-Laser sind kostengünstiger in der Herstellung und auch in der Energieversorgung. 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 LED-Laser mit einer einzigen Anzeige benötigt zwei bis vier Volt Strom und emittiert 1-50 Ampere Licht im Vergleich zu Laserdioden, die vier bis sechs Volt Energie für die gleiche Stromstärke benötigen. LED-Laser, die für Haushalts- und Kommunalbeleuchtung verwendet werden, benötigen die gleiche Strommenge wie Glühlampen, können jedoch mehrere tausend Ampere Licht liefern.
Der geringere Energiebedarf von LED-Lasern macht sie ideal für den Betrieb mit Gleichstrombatterien. Diese LED-Laser mit niedrigerer Energie können für kleinere Strahlen wie Taschenlampen und Buchlichter verwendet werden. Sie sorgen für eine ausreichende Beleuchtung sowie eine längere Lampenlebensdauer aufgrund der geringeren erforderlichen Spannung.