Espectro de diodo láser vs espectro LED, ¿por qué tanta diferencia en amplitud?

He estado leyendo acerca de cómo se produce la luz tanto en los diodos láser (los tipos de láser más comunes) como en los LED.

El mecanismo parece muy similar, si no exactamente el mismo: se aplica una diferencia de potencial a través de un material semiconductor que emite luz cuando los electrones se recombinan con huecos en una unión pn.
Por lo tanto, habría esperado que la amplitud del espectro tanto de los diodos láser como del LED fuera similar. Sin embargo no lo son. Aquí está el espectro de algunos LED: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f4/Red-YellowGreen-Blue_LED_spectra.png .

Mientras que el espectro de un láser se puede encontrar allí: http://ondax.com/wp-content/uploads/2011/01/chart.jpg o allí: http://ledmuseum.candlepower.us/rlspec4.htm .

Podemos ver que el espectro de un diodo láser es mucho más estrecho en términos de longitudes de onda que el de un LED. Agradecería si alguien pudiera decirme por qué es así o alguna referencia donde pueda leer el motivo.

Gracias.

IANAP. ¿No es solo que la resonancia establecida dentro de la cavidad del láser evita que las frecuencias más amplias se vuelvan coherentes (y, por lo tanto, láser)?
Eso es lo primero que me vino a la mente pero me dijeron que no, en IRC en el canal de #física. Así que no estoy seguro en absoluto.
LASER= amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Probablemente bombee por la luz del diodo, pero la luz que emite es el resultado de una avalancha de un estado resonante: una emisión estimulada por otros fotones de la misma energía resonante.

Respuestas (1)

Cuando aplica corriente por primera vez a un diodo láser, se comporta como un LED. La luz se emite a través de un espectro (relativamente) amplio por emisión espontánea.

Pero una vez que la corriente alcanza el umbral de corriente, la retroalimentación positiva hace que uno (o unos pocos) modos oscilen. Mayores aumentos en la potencia de entrada aumentarán la salida en esos modos particulares, pero la ganancia se fijará en el nivel de umbral. Dado que la ganancia es principalmente una función de la densidad de la portadora, esto significa que la densidad de la portadora también está fija y la emisión espontánea no aumentará.

Se observan mecanismos de fijación de ganancia similares en la mayoría de los sistemas láser.

¿Tengo razón si digo que para los LED la corriente no alcanza el umbral alcanzado por los diodos láser?
@no_choice99: En principio sí. Pero usaría la redacción ligeramente diferente "Un láser por debajo del umbral se comporta como un LED" (porque un LED no tiene umbral).
@no_choice99, el LED no puede alcanzar el umbral y comenzar a emitir láser porque no hay (o no hay suficiente) retroalimentación óptica (espejos de alta reflectividad) como la que hay en un diodo láser.
Espectro de diodo láser vs espectro LED, ¿por qué tanta diferencia en amplitud?
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