Wat is een blauwe laserdiode?

Een blauwe laserdiode is een type halfgeleiderlaser die een geconcentreerde bundel van fotonen produceert met golflengten van ongeveer 400 tot 500 nanometer - het gebied van het zichtbare elektromagnetische spectrum waargenomen als blauw of violet door het menselijk oog. Blauwe laserdioden zijn moeilijker te maken dan veel andere soorten laser, vooral bij hogere vermogensniveaus, maar de korte golflengte van blauw licht zorgt voor een grotere precisie. Blauwe laserdioden worden tegenwoordig gebruikt voor toepassingen zoals laserpointers en videoprojectoren, evenals in apparaten met behulp van high-definition optische schijven, het meest prominent het Blu-ray-formaat.

Zoals alle laserdioden wordt het licht van een blauwe laserdiode geproduceerd door energie in een halfgeleider te pompen. In laserdioden wordt dit gedaan met elektrische stroom, die ze onderscheidt van optisch gepompte halfgeleiderlasers die licht gebruiken. Dit zorgt ervoor dat de elektronen in het halfgeleidermateriaal kort stijgen in energieniveau. Wanneer de elektronen terugkeren naar hun origineelNogmaals energieniveau, de Lost Energy wordt vrijgegeven als fotonen en produceert licht. Het licht wordt vervolgens gecollimeerd door de lens van de laser, gericht op de fotonen die in een enkele richting worden geproduceerd om een ​​geconcentreerde lichtstraal te produceren.

De kleur van het licht van de laser hangt af van de golflengte van de fotonen, die afhankelijk is van de eigenschappen van de atomen of moleculen die het versterkingsmedium omvatten. Het meest voorkomende versterkingsmediummateriaal voor een blauwe laserdiode is galliumnitride (GAN), een kristallijne halfgeleider. Indiumnitride (Inn) wordt ook gebruikt, net als indiumgalliumnitride, een legering van de twee.

De blauwe laserdiode is de basis voor verschillende optische gegevensopslagindelingen, zoals Blu-ray, China Blue high-definition en HD-dvd. Alle optische schijven, zoals CD en dvd's, slaan informatie op in een patroon van microscopische inkepingen die door een laser worden gelezen terwijl de schijf in de DISC -speler spins spins. CD's en dvds VSE lasers die rood licht produceren, dat een langere golflengte heeft dan blauw licht en bijgevolg bredere inkepingen in de schijf vereist om het goed te lezen. Dankzij de kortere golflengte van blauw licht kan een blauwe laser kleinere functies op een schijf nauwkeurig lezen, wat meer inspringen betekent en dus meer gegevens kunnen worden opgenomen op een schijf van dezelfde grootte. Hierdoor kan een schijf worden gelezen door een blauwe laserdiode om ongeveer 25 gigabytes gegevens in een enkele schijflaag te passen, meer dan vijf keer de capaciteit van een dvd.

De blauwe laserdiode is een relatief recente innovatie en is pas in 2001 commercieel gebruik ingevoerd. Dit was te wijten aan de moeilijkheid om een ​​geschikt winstmedium te produceren en de vooruitgang in materiaalwetenschap die nodig was voordat de technologie levensvatbaar kon worden. Het was vooral het product van onderzoek dat werd uitgevoerd in Polen en Japan, het meest prominent door Dr. Shuji Nakamura, een Japanse ingenieur en onderzoeker, en Dr. Sylwester Porowski van de Poolse Academie van ScienCes.