Co je modrá laserová dioda?
Modrá laserová dioda je typ polovodičového laseru, který produkuje koncentrovaný paprsek fotonů s vlnovými délkami asi 400 až 500 nanometrů - oblast viditelného elektromagnetického spektra lidským okem vnímaná jako modrá nebo fialová. Modré laserové diody je obtížnější vyrobit než mnoho jiných typů laserů, zejména při vyšších úrovních výkonu, ale krátká vlnová délka modrého světla umožňuje větší přesnost. Modré laserové diody se dnes používají pro aplikace, jako jsou laserové ukazovátka a videoprojektory, a také v zařízeních využívajících optické disky s vysokým rozlišením, zejména ve formátu Blu-ray.
Stejně jako všechny laserové diody, i světlo modré laserové diody je produkováno čerpáním energie do polovodiče. V laserových diodách se to provádí elektrickým proudem, který je odlišuje od opticky čerpaných polovodičových laserů, které používají světlo. To způsobuje, že elektrony v polovodičovém materiálu krátce stoupají v energetické hladině. Když se elektrony znovu vrátí do své původní energetické úrovně, ztracená energie se uvolní jako fotony, čímž se vytvoří světlo. Světlo je pak kolimováno laserovou čočkou a zaostřuje fotony produkované jedním směrem za vzniku koncentrovaného paprsku světla.
Barva světla laseru závisí na vlnové délce fotonů, která závisí na vlastnostech atomů nebo molekul tvořících ziskové médium. Nejběžnějším materiálem získávajícím médium pro modrou laserovou diodu je krystalický polovodič nitrid gallia (GaN). Rovněž se používá nitrid india (InN), stejně jako nitrid india a gallia, slitina těchto dvou.
Modrá laserová dioda je základem pro několik formátů pro ukládání optických dat, jako jsou Blu-ray, China Blue High-Definition a HD DVD. Všechny optické disky, jako jsou CD a DVD, ukládají informace ve formě mikroskopických vrstev, které jsou čteny laserem, když se disk otáčí uvnitř přehrávače disků. CD a DVD používají lasery, které produkují červené světlo, které má delší vlnovou délku než modré světlo, a proto vyžaduje řádné přečištění na disku, aby se správně přečetlo. Kratší vlnová délka modrého světla umožňuje modrému laseru přesně číst menší rysy na disku, což znamená, že na disk stejné velikosti může být zahrnuto více odsazení a tím více dat. To umožňuje disku navrženému pro čtení modrou laserovou diodou, aby se zmínilo asi 25 gigabajtů dat do jedné vrstvy disku, což je více než pětinásobek kapacity DVD.
Modrá laserová dioda je relativně nedávná inovace a vstoupila do komerčního využití až v roce 2001. Bylo to kvůli obtížnosti výroby vhodného zesilovacího média a pokroku ve vědě o materiálech, který byl potřebný, než se technologie stala životaschopnou. Byl to především produkt výzkumu prováděného v Polsku a Japonsku, zejména Dr. Shuji Nakamura, japonský inženýr a výzkumník, a Dr. Sylwester Porowski z Polské akademie věd.