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発光ダイオードとレーザーダイオードの違いとはなんでしょうか？

2010/05/19 00:41

kitousyunsuke
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物理学
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201005241941
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2010/06/05 13:46 回答No.3

あれはもう20年以上も前の話でしょうか?　その頃の私は電子工作を趣味としておりまして、ある電子工作関係の本に「ＬＥＤを改造してレーザー光を出す」なんて書かれてありました。当時の私はそれをマジで受け取ってしまい、ふむふむ、レーザー光を出すには反射板を対にして、一方に小さな穴を開ければいいのだな、なんて思いました。しかし！　物理学を学ぶと、そんな訳ねーだろ、とツッコミを入れたくなりました。しかも、同人誌じゃなくて一般商業誌だったんだぜ！！簡単に言いますと、ＬＥＤとＬＤの共通点は、単色光。違う所は、前者が自然放出光で、後者が誘導放出光となります。自然放出の場合は、まあ、それぞれの原子・分子が好き勝手に光を出す事。誘導放出は、う～ん、雪崩みたいものですかね？　一斉のせ、で光を放出します。原子・分子の持つエネルギーは中途半端な値は許されない。ある特定の光だけを吸収・放出をします。もうお腹がいっぱいな原子はその特定の光が来ても、さらに溜め込む事が出来ず、刺激を受けて放出します。原子・分子のエネルギーは、１，１／４，１／９，…みたいな感じなので、「１」でお腹いっぱいな所に「１」の光が来た所で「１－１／４」を吸収して残りは放出、なんて器用な真似は出来ません。その結果、誘導放出光のレーザー非常に奇麗な光となります。何故位相が揃っているかは、レーザー発振器に定常波が起きているからだ、と思って下さいまし。そんな訳で、そんな光を作れるのは人間様の特権だ、なんて思っていましたら、火星の雲と地表の間に誘導放出光と思われるものが確認されたと聞きますから、いやはや、自然ってやつには頭が下がります。因みに、ＬＤの発振器はあまりにも小さく、光には回折という性質があるため、すげー拡がります。ＬＥＤの方が明るいぐらいです。レーザーポインターはレンズを用いて直線光にしているのですね。さらに余談。私は光関係の展示会に行った時、ある会社は量子ドットなるものを用いたＬＥＤがありました。その単色具合のシャープさは、レーザー光よりも驚いてしまいました。

kagakusuki
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2010/05/19 04:39 回答No.2

　光には波としての性質があり、色の違いとは、光の波長の違いの事です。　発光ダイオードが発するのは普通の光で、単一波長の光を発するものでも、光の位相が揃っていません。【参考URL】　発光ダイオード - Wikipedia　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%99%BA%E5%85%89%E3%83%80%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%89 　位相が揃っていないとは、発光ダイオードのある一部分が発した光と、それとは別の一部分が発した光を重ねると、波の山と山が、或いは谷と谷が重なっておらず、場合によっては山と谷が重なって打ち消し合う事もある、という事です。【参考URL】　位相 - Wikipedia 　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BD%8D%E7%9B%B8 　一方、レーザーダイオードは、電力を光のエネルギーに変える際に、誘導放出と呼ばれる量子力学的現象を利用して、コヒーレント光と呼ばれる光の波長と位相が揃った光（波の山や谷がきれいに揃っている光）を発します。【参考URL】　コヒーレンス - Wikipedia 　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%92%E3%83%BC%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%88 　半導体レーザー - Wikipedia 　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E4%BD%93%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6%E3%83%BC 　この光はレーザー光とも呼ばれますが、本来はレーザーとは誘導放出現象を利用して光の発信や増幅を行う方法の事を指す言葉です。　余談ですが、レーザー光は指向性が高く、拡散せずに直進すると言われていますが、この性質は、レーザーの発信機の構造によるもので、レーザー光の本質的な性質ではありません。（メリットが少ないため造られる事があまりありませんが、電球の様に四方八方にレーザー光を放射する発信機も有り得ます）