เลเซอร์ไดโอดสีน้ำเงินคืออะไร?

ไดโอดเลเซอร์สีน้ำเงินเป็นเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ชนิดหนึ่งที่ผลิตลำแสงโฟตอนเข้มข้นที่มีความยาวคลื่นประมาณ 400 ถึง 500 นาโนเมตรซึ่งเป็นพื้นที่ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่มองเห็นได้ด้วยสายตาของมนุษย์ เลเซอร์ไดโอดสีน้ำเงินนั้นทำยากกว่าเลเซอร์หลายชนิดโดยเฉพาะที่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น แต่ความยาวคลื่นสั้น ๆ ของแสงสีน้ำเงินช่วยให้แม่นยำยิ่งขึ้น ไดโอดเลเซอร์สีน้ำเงินถูกใช้ในปัจจุบันสำหรับแอพพลิเคชั่นเช่นตัวชี้เลเซอร์และเครื่องฉายวิดีโอรวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้ดิสก์ออพติคอลความละเอียดสูงซึ่งเป็นรูปแบบ Blu-ray ที่เด่นชัดที่สุด

เช่นเดียวกับเลเซอร์ไดโอดทั้งหมดแสงเลเซอร์สีฟ้าของไดโอดผลิตขึ้นโดยการสูบพลังงานเข้าสู่เซมิคอนดักเตอร์ ในเลเซอร์ไดโอดจะทำด้วยกระแสไฟฟ้าซึ่งแยกพวกเขาออกจากเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แสงเลเซอร์ที่ใช้แสง ทำให้อิเล็กตรอนในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เพิ่มขึ้นในระดับพลังงานสั้น ๆ เมื่ออิเล็กตรอนกลับสู่ระดับพลังงานดั้งเดิมอีกครั้งพลังงานที่สูญเสียจะถูกปล่อยออกมาเป็นโฟตอนทำให้เกิดแสง แสงจะถูกรวมเข้าด้วยเลนส์ของเลเซอร์โดยมุ่งเน้นไปที่โฟตอนที่ผลิตในทิศทางเดียวเพื่อสร้างลำแสงที่มีความเข้มข้น

สีของแสงเลเซอร์นั้นขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของโฟตอนซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของอะตอมหรือโมเลกุลที่ประกอบไปด้วยตัวกลางที่ได้รับ วัสดุกลางเกนที่พบมากที่สุดสำหรับไดโอดเลเซอร์สีน้ำเงินคือแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ซึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์ของผลึก อินเดียมไนไตรด์ (InN) ยังใช้เช่นเดียวกับอินเดียมแกลเลียมไนไตรด์ซึ่งเป็นโลหะผสมของทั้งสอง

ไดโอดเลเซอร์สีน้ำเงินเป็นพื้นฐานของรูปแบบการจัดเก็บข้อมูลออปติคัลหลายรูปแบบเช่น Blu-ray, China Blue High-Definition และ HD DVD แผ่นดิสก์ออปติคัลทั้งหมดเช่นซีดีและดีวีดีเก็บข้อมูลในรูปแบบของการเยื้องด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่อ่านด้วยเลเซอร์เมื่อแผ่นดิสก์หมุนอยู่ภายในเครื่องเล่นดิสก์ ซีดีและดีวีดีใช้เลเซอร์ที่ผลิตแสงสีแดงซึ่งมีความยาวคลื่นนานกว่าแสงสีน้ำเงินและต้องการการเยื้องในแผ่นดิสก์ที่กว้างขึ้นเพื่อที่จะอ่านได้อย่างถูกต้อง ความยาวคลื่นที่สั้นกว่าของแสงสีน้ำเงินช่วยให้เลเซอร์สีน้ำเงินอ่านคุณสมบัติที่เล็กลงบนดิสก์ได้อย่างแม่นยำซึ่งหมายถึงการเยื้องที่มากขึ้นและทำให้สามารถรวมข้อมูลได้มากขึ้นบนดิสก์ที่มีขนาดเดียวกัน สิ่งนี้ทำให้ดิสก์ที่ถูกออกแบบให้อ่านด้วยเลเซอร์ไดโอดสีน้ำเงินสามารถบรรจุข้อมูลได้ประมาณ 25 กิกะไบต์ในชั้นดิสก์แผ่นเดียวมากกว่าความจุดีวีดีถึงห้าเท่า

เลเซอร์ไดโอดสีน้ำเงินเป็นนวัตกรรมที่ค่อนข้างใหม่และไม่ได้ใช้เพื่อการค้าจนถึงปี 2544 นี่เป็นเพราะความยากลำบากในการผลิตสื่อที่เหมาะสมและความก้าวหน้าในด้านวัสดุศาสตร์ที่จำเป็นก่อนที่เทคโนโลยีจะสามารถทำงานได้ ส่วนใหญ่เป็นผลงานวิจัยที่ดำเนินการในโปแลนด์และญี่ปุ่นโดย Dr. Shuji Nakamura ซึ่งเป็นวิศวกรและนักวิจัยชาวญี่ปุ่นและ Dr. Sylwester Porowski จาก Academy of Sciences แห่งโปแลนด์