La LED et la diode laser se ressemblent beaucoup : ce sont deux composants semi-conducteurs qui produisent de la lumière quand un courant les traverse. Pourtant, leur lumière est très différente. L’une éclaire une pièce, l’autre lit un disque, découpe du métal ou transmet des données sur des kilomètres de fibre optique. Voici pourquoi.
En bref :
- LED : lumière incohérente, émise dans un large cône, sur une bande de couleurs assez large. Idéale pour éclairer.
- Diode laser : lumière cohérente, très concentrée, d’une seule longueur d’onde. Idéale pour viser, lire, transmettre, découper.
- La diode laser ajoute à la LED une cavité optique (deux miroirs) qui amplifie la lumière par émission stimulée.
Comment la LED émet de la lumière
Dans une LED, des électrons et des « trous » se rencontrent à la jonction entre deux couches semi-conductrices. Chaque rencontre libère un photon, dans une direction et à un instant aléatoires : c’est l’émission spontanée. La lumière produite part dans toutes les directions (environ 120° pour une puce nue) et couvre une bande de quelques dizaines de nanomètres. Le détail est expliqué dans qu’est-ce qu’une LED.
Comment fonctionne une diode laser
La diode laser utilise le même principe de jonction, mais avec deux ajouts :
- une cavité résonante : les faces de la puce sont polies comme des miroirs, et la lumière y fait des allers-retours ;
- un courant élevé au-dessus d’un seuil : la lumière qui passe déclenche l’émission d’autres photons identiques (même couleur, même direction, même phase). C’est l’émission stimulée, qui donne son nom au laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Le résultat est un faisceau étroit, d’une couleur très pure, dont toutes les ondes sont « en phase » : une lumière cohérente.
Comparatif
| LED | Diode laser | |
|---|---|---|
| Type d’émission | Spontanée | Stimulée |
| Cohérence | Incohérente | Cohérente |
| Largeur spectrale | 20 à 50 nm (plus pour une LED blanche) | Moins de 1 à quelques nm |
| Faisceau | Large | Étroit et directif |
| Courant de fonctionnement | Faible à moyen | Au-dessus d’un seuil, plus élevé |
| Sensibilité à la température | Modérée | Forte (le seuil varie) |
| Coût | Faible | Plus élevé |
| Risque pour les yeux | Faible en éclairage | Élevé selon la classe : ne jamais regarder le faisceau |
Les usages de chacune
- LED : éclairage, voyants, écrans, rétroéclairage, télécommandes infrarouges, signalisation, phares de voiture. Voir la lumière LED est-elle monochrome ?
- Diode laser : lecteurs Blu-ray et CD, pointeurs, télémètres, fibre optique, impression, usinage, chirurgie, projecteurs vidéo « laser ». Un pointeur peut d’ailleurs déclencher un détecteur dans certains cas : voir un pointeur laser peut-il déclencher un détecteur ?
Les projecteurs et phares « laser » utilisent souvent une diode laser bleue qui excite un luminophore, exactement comme une LED blanche, mais avec une source beaucoup plus intense et concentrée.
Imprimante LED ou imprimante laser ?
Les deux fonctionnent selon le même principe (électrophotographie) : une source de lumière « dessine » la page sur un tambour photosensible, qui attire ensuite le toner. La différence est la source :
- Imprimante laser : un seul faisceau laser balaie le tambour grâce à un miroir rotatif.
- Imprimante LED : une barrette de milliers de LED couvre toute la largeur de la page, sans pièce mobile.
L’imprimante LED est généralement plus compacte et a moins de pièces mécaniques ; l’imprimante laser offre parfois une meilleure précision sur certains modèles. Pour un usage bureautique, la qualité est comparable.
Questions fréquentes
Une LED peut-elle devenir un laser ?
Non : il faut une cavité optique et une structure de puce spécifiques.
Les lumières laser sont-elles plus économes que les LED ?
Pas pour l’éclairage général. Leur intérêt est la concentration de la lumière, pas l’efficacité.
Une diode laser a-t-elle une polarité ?
Oui, comme toute diode : elle ne fonctionne que dans un sens et est très sensible aux surtensions et à l’électricité statique.