Hvad er en blå laserdiode?
En blå laserdiode er en type halvlederlaser, der producerer en koncentreret stråle af fotoner med bølgelængder på ca. 400 til 500 nanometer - området af det synlige elektromagnetiske spektrum opfattes som blåt eller violet af det menneskelige øje. Blå laserdioder er vanskeligere at fremstille end mange andre typer laser, især ved højere effektniveauer, men den korte bølgelængde af blåt lys giver større præcision. Blå laserdioder bruges i dag til applikationer som laserpekere og videoprojektorer samt til enheder, der bruger high-definition optiske diske, mest fremtrædende Blu-ray-format.
Som alle laserdioder produceres en blå laserdiodes lys ved at pumpe energi ind i en halvleder. I laserdioder gøres dette med elektrisk strøm, der adskiller dem fra optisk pumpede halvlederlasere, der bruger lys. Dette får elektronerne i halvledermaterialet til at stige i energiniveauet kort. Når elektronerne vender tilbage til deres oprindelige energiniveau igen, frigives den mistede energi som fotoner, hvilket producerer lys. Lyset kollideres derefter af laserens linse, hvorefter de fotoner, der produceres i en enkelt retning, koncentreres for at frembringe en koncentreret lysstråle.
Farven på laserens lys afhænger af bølgelængden af fotonerne, der afhænger af egenskaberne for de atomer eller molekyler, der omfatter forstærkningsmediet. Det mest almindelige forstærkemedie-materiale til en blå laserdiode er galliumnitrid (GaN), en krystallinsk halvleder. Indiumnitrid (InN) bruges også, ligesom indium galliumnitrid, en legering af de to.
Den blå laserdiode er grundlaget for flere optiske datalagringsformater, såsom Blu-ray, China Blue High-Definition og HD DVD. Alle optiske diske, såsom cd og dvd, gemmer information i et mønster af mikroskopiske indrykk, der læses af en laser, når disken snurrer inde i diskafspilleren. CD'er og DVD'er bruger lasere, der producerer rødt lys, som har en længere bølgelængde end blåt lys og derfor kræver bredere indrykk på disken for at læse den korrekt. Den kortere bølgelængde af blåt lys gør det muligt for en blå laser nøjagtigt at læse mindre funktioner på en disk, hvilket betyder flere indrykk og dermed kan flere data inkluderes på en disk i samme størrelse. Dette tillader en disk, der er designet til at blive læst af en blå laserdiode, så den passer til ca. 25 gigabyte data i et enkelt disklag, mere end fem gange kapaciteten på en DVD.
Den blå laserdiode er en relativt nylig nyskabelse og begyndte ikke i kommerciel brug før i 2001. Dette skyldtes vanskeligheden ved at producere et passende forstærkningsmedium og de fremskridt inden for materialevidenskab, der var nødvendige, før teknologien kunne blive levedygtig. Det var primært produktet af forskning, der blev udført i Polen og Japan, mest fremtrædende af Dr. Shuji Nakamura, en japansk ingeniør og forsker, og Dr. Sylwester Porowski fra det polske videnskabsakademi.