Hva er en blå laserdiode?
En blå laserdiode er en type halvlederlaser som produserer en konsentrert stråle av fotoner med bølgelengder på rundt 400 til 500 nanometer - området av det synlige elektromagnetiske spekteret oppfattet som blått eller fiolett av det menneskelige øyet. Blå laserdioder er vanskeligere å lage enn mange andre typer laser, spesielt ved høyere effektnivåer, men den korte bølgelengden til blått lys gir større presisjon. Blå laserdioder brukes i dag til applikasjoner som laserpekere og videoprojektorer, så vel som på enheter som bruker høydefinisjonsoptiske plater, mest tydelig Blu-ray-formatet.
Som alle laserdioder produseres en blå laserdiodes lys ved å pumpe energi inn i en halvleder. I laserdioder gjøres dette med elektrisk strøm, som skiller dem fra optisk pumpede halvlederlasere som bruker lys. Dette fører til at elektronene i halvledermaterialet kort øker i energinivået. Når elektronene går tilbake til sitt opprinnelige energinivå, frigjøres den tapte energien som fotoner og produserer lys. Lyset kollideres deretter av laserlinsen, og fokuserer fotonene som produseres i en enkelt retning for å produsere en konsentrert lysstråle.
Fargen på laserlyset avhenger av bølgelengden til fotonene, som avhenger av egenskapene til atomene eller molekylene som omfatter forsterkningsmediet. Det vanligste forsterkningsmediummaterialet for en blå laserdiode er galliumnitrid (GaN), en krystallinsk halvleder. Indiumnitrid (InN) brukes også, og det er indium galliumnitrid, en legering av de to.
Den blå laserdioden er grunnlaget for flere optiske datalagringsformater, for eksempel Blu-ray, China Blue High-Definition og HD DVD. Alle optiske plater, for eksempel CD og DVD, lagrer informasjon i et mønster av mikroskopiske innrykk som leses av en laser når platen snurrer inni platen. CD-er og DVD-er bruker lasere som produserer rødt lys, som har en lengre bølgelengde enn blått lys og krever følgelig større innrykk på platen for å lese den ordentlig. Den kortere bølgelengden for blått lys gjør at en blå laser nøyaktig kan lese mindre funksjoner på en plate, noe som betyr flere innrykk og dermed kan mer data inkluderes på en disk i samme størrelse. Dette gjør at en disk som er designet for å leses av en blå laserdiode for å passe omtrent 25 gigabyte med data i et enkelt disklag, mer enn fem ganger kapasiteten til en DVD.
Den blå laserdioden er en relativt ny innovasjon og kom ikke i kommersiell bruk før i 2001. Dette skyldtes vanskeligheten med å produsere et passende forsterkningsmedium og de fremskritt innen materialvitenskap som var nødvendig før teknologien kunne bli levedyktig. Det var først og fremst produktet av forskning utført i Polen og Japan, mest fremtredende av Dr. Shuji Nakamura, en japansk ingeniør og forsker, og Dr. Sylwester Porowski fra det polske vitenskapsakademiet.