青色レーザーダイオードとは？

青色レーザーダイオードは、約400〜500ナノメートルの波長の光子の集中ビームを生成する半導体レーザーの一種です。これは、人間の目で青または紫として認識される可視電磁スペクトルの領域です。 特に高出力レベルでは、青色レーザーダイオードは他の多くのタイプのレーザーよりも製造が困難ですが、青色光の波長が短いため、精度が向上します。 現在、青色レーザーダイオードは、レーザーポインターやビデオプロジェクターなどのアプリケーションや、高解像度の光ディスクを使用するデバイス（特にブルーレイフォーマット）に使用されています。

すべてのレーザーダイオードと同様に、青色レーザーダイオードの光は、半導体にエネルギーを注入することによって生成されます。 レーザーダイオードでは、これは電流で行われ、光を使用する光励起半導体レーザーとは区別されます。 これにより、半導体材料内の電子のエネルギーレベルが短時間上昇します。 電子が再び元のエネルギーレベルに戻ると、失われたエネルギーは光子として放出され、光を生成します。 次に、光はレーザーのレンズによってコリメートされ、単一方向に生成された光子を集束して、集中した光ビームを生成します。

レーザーの光の色は光子の波長に依存し、これはゲイン媒体を構成する原子または分子の特性に依存します。 青色レーザーダイオードの最も一般的な利得媒体材料は、結晶性半導体である窒化ガリウム（GaN）です。 窒化インジウム（InN）も使用され、窒化インジウムガリウムもその2つの合金です。

青色レーザーダイオードは、Blu-ray、China Blue High-Definition、HD DVDなどのいくつかの光学データストレージフォーマットの基盤です。 CDやDVDなどのすべての光ディスクは、ディスクプレーヤー内でディスクが回転するときにレーザーで読み取られる微細な刻み目のパターンで情報を保存します。 CDおよびDVDは、青色光よりも長波長の赤色光を生成するレーザーを使用するため、適切に読み取るにはディスクに広い刻み目が必要です。 青色光の波長が短いため、青色レーザーはディスク上の小さなフィーチャを正確に読み取ることができます。つまり、同じサイズのディスクにより多くのインデントが含まれ、より多くのデータを含めることができます。 これにより、約25ギガバイトのデータをDVDの5倍以上の容量の1つのディスク層に収めるために、青色レーザーダイオードによって読み取られるように設計されたディスクが可能になります。

青色レーザーダイオードは比較的最近の技術革新であり、2001年まで商用利用されませんでした。これは、適切なゲイン媒体の作成が困難であり、技術が実行可能になる前に必要な材料科学の進歩によるものです。 それは主にポーランドと日本で行われた研究の成果であり、最も顕著なのは日本のエンジニアであり研究者である中村修司博士とポーランド科学アカデミーのシルウェスター・ポロウスキ博士でした。