Vad är en blå laserdiod?
En blå laserdiode är en typ av halvledarlaser som producerar en koncentrerad fotongstråle med våglängder på cirka 400 till 500 nanometer - området för det synliga elektromagnetiska spektrumet uppfattas som blått eller violett av det mänskliga ögat. Blå laserdioder är svårare att göra än många andra typer av laser, särskilt vid högre effektnivåer, men den korta våglängden för blått ljus möjliggör större precision. Blå laserdioder används idag för applikationer som laserpekare och videoprojektorer samt för enheter med högupplösta optiska skivor, framför allt Blu-ray-formatet.
Liksom alla laserdioder produceras en blå laserdiodes ljus genom att pumpa energi in i en halvledare. I laserdioder görs detta med elektrisk ström, som skiljer dem från optiskt pumpade halvledarlaser som använder ljus. Detta får elektronerna i halvledarmaterialet att snabbt stiga i energinivån. När elektronerna återgår till sin ursprungliga energinivå frigörs den förlorade energin som fotoner och producerar ljus. Ljuset kollimeras sedan av laserlinsen och fokuserar de fotoner som produceras i en enda riktning för att producera en koncentrerad ljusstråle.
Färgen på laserljuset beror på fotonernas våglängd, vilket beror på egenskaperna hos atomerna eller molekylerna som innefattar förstärkningsmediet. Det vanligaste materialet med förstärkningsmedium för en blå laserdiod är galliumnitrid (GaN), en kristallin halvledare. Indiumnitrid (InN) används också, liksom indium galliumnitrid, en legering av de två.
Den blå laserdioden är basen för flera optiska datalagringsformat, såsom Blu-ray, China Blue High-Definition och HD DVD. Alla optiska skivor, t.ex. CD och DVD, lagrar information i ett mönster av mikroskopiska intryck som läses av en laser när skivan snurrar in i skivspelaren. CD-skivor och DVD-skivor använder lasrar som producerar rött ljus, som har en längre våglängd än blått ljus och därför kräver bredare intryck på skivan för att kunna läsa den ordentligt. Den kortare våglängden för blått ljus gör att en blå laser noggrant kan läsa mindre funktioner på en skiva, vilket innebär fler intryck och därmed kan mer data inkluderas på en skiva av samma storlek. Detta tillåter en disk som är utformad för att läsas av en blå laserdiod för att passa cirka 25 gigabyte data i ett enda skivlager, mer än fem gånger kapaciteten på en DVD.
Den blå laserdioden är en relativt ny innovation och kom inte till kommersiellt bruk förrän 2001. Detta berodde på svårigheten att producera ett lämpligt förstärkningsmedium och de framsteg inom materialvetenskap som behövdes innan tekniken kunde bli livskraftig. Det var främst produkten från forskning som genomfördes i Polen och Japan, mest framträdande av Dr. Shuji Nakamura, en japansk ingenjör och forskare, och Dr. Sylwester Porowski från den polska vetenskapsakademin.