¿Cuál es la diferencia entre un diodo láser y un LED ordinario?

Los diodos láser utilizan una cavidad resonante óptica que, cuando se inyecta con luz por encima del "umbral de láser", genera órdenes de magnitud más de luz que la inyectada por la resonancia Q alta. Un PD integrado detecta la salida, por lo que debe regularse para evitar un aumento de temperatura fuera de control. Una carcasa de metal grueso es esencial para disipar el calor y la potencia superior.

Los efectos naturales de la emisión de fotones de alto Q incluyen la coherencia de la luz con baja fluctuación, mientras que los LED son vibraciones de bajo Q de vibraciones de banda prohibida que dan como resultado emisiones incoherentes de fonones de luz.

Actualmente, los láseres tienen una eficiencia de alrededor del 30 %, mientras que los LED tienen una eficiencia de hasta el 70 %.

¿La mayor diferencia? Una inversión de población. ¿Segunda diferencia? Espejos.

Los LED emiten luz a partir de la recombinación de huecos y electrones a través de una unión PN: Fuente: Warwick

Los láseres emiten luz al excitar una población de partículas a un estado excitado, que luego provoca la emisión de un fotón:

Los espejos también ayudan a mantener la excitación de una inversión de población. La ganancia del láser aumenta con los espejos, es más probable que los fotones golpeen un átomo excitado, lo que hace que el proceso de emisión comience nuevamente. Fuente: Olimpo

Entonces, ¿qué pasa con un diodo láser? Simplemente un diodo con espejos (y algunos otros arreglos atómicos para mantener la emisión en un ancho de banda más estrecho)

Fuente: aplicaciones de trabajo de diodo láser

La luz lazed es diferente de la luz normal. Los fotones emitidos por un láser tienen coherencia temporal y espacial, lo que significa que todos viajan en la misma dirección con la misma fase, por lo que se muestra tan enfocado.

Los LED, aunque monocromáticos (que emiten una sola longitud de onda de luz) no tienen coherencia temporal o espacial: las fotos no están alineadas en fase y no viajan todas en la misma dirección. Puedes poner algún tipo de óptica de plástico para encaminar la luz un poco hacia donde quieras, pero no se laza.

Solo para agregar algo a otras respuestas ya buenas:

Piense en el diodo láser como un transmisor de radio de onda sinusoidal no modulada de alta potencia pura con una antena unidireccional casi ideal, solo que su longitud de onda es pequeña en comparación con las radios.

El LED de color normal debe considerarse (en el mismo análogo) como un grupo enorme de transmisores de radio de potencia mucho más baja con antenas de haz ancho y con frecuencias ligeramente diferentes y potencias de salida fluctuantes; no es posible usarlo en nada que necesite exactamente onda sinusoidal pura y sólo se permite una dirección de propagación bien definida.