Что такое синий лазерный диод?

ВведениеСиний лазерный диод

Синий лазерный диод-это полупроводниковый лазер, который производит концентрированный фотонный луч с длиной волны от 400 до 500 нанометров-видимый электромагнитный спектр, который воспринимает человеческий глаз, синий или фиолетовый. Синие лазерные диоды сложнее производить, чем многие другие типы лазеров, особенно на более высоких уровнях мощности, но короткая длина волны синего света обеспечивает более высокую точность. Сегодня синие лазерные диоды могут использоваться в таких приложениях, как лазерные указки и видеопроекторы, а также в устройствах, которые используют диски высокой четкости (в основном в формате Blu-ray).

Как и все лазерные диоды, свет синего лазерного диода производится путем накачки энергии в полупроводник. В лазерных диодах это делается током, что отличает их от полупроводниковых лазеров с оптической накачкой, использующих свет. Это приводит к кратковременному повышению энергетического уровня электронов в полупроводниковом материале. Когда электрон снова вернется к своему первоначальному энергетическому уровню, потерянная энергия будет высвобождаться в виде фотонов, тем самым производя свет. Затем свет коллимируется лазерной линзой, и генерируемые фотоны фокусируются в одном направлении, чтобы произвести концентрированный луч.

Цвет лазера зависит от длины волны фотона, которая зависит от характеристик атомов или молекул, составляющих среду усиления. Наиболее часто используемым материалом усиливающей среды для синих лазерных диодов является кристаллический полупроводниковый нитрид галлия (GaN). Нитрид индия (InN) и нитрид индия галлия, сплав двух также используются.

Синий лазерный диод является основой нескольких оптических форматов хранения данных, таких как Blu-ray, China Blue High-Definition и HD DVD. Все оптические диски, такие как CD и DVD, хранят информацию в виде микро-отступов. Когда диск вращается в проигрывателе дисков, лазер считывает эти отступы. Компакт-диски и DVD-диски используют лазеры, которые генерируют красный свет, который имеет большую длину волны, чем синий свет, и поэтому требует более широкой выемки на диске для правильного чтения. Более короткая длина волны синего света позволяет синему лазеру точно считывать мелкие детали на диске, что означает больше вмятин и, следовательно, может содержать больше данных на диске того же размера. Таким образом, диск, предназначенный для чтения синим лазерным диодом, может упаковать около 25 ГБ данных на один дисковый слой, что более чем в пять раз превышает емкость DVD.

Синий лазерный диод является относительно новой и инновационной технологией, которая не была введена в коммерческое использование до 2001 года. Это связано с трудностью производства подходящей среды усиления и необходимостью достижений в области материаловедения, прежде чем эта технология станет возможной. Это в основном продукт исследований, проведенных в Польше и Японии, наиболее известными из которых являются японский инженер и исследователь доктор Шудзи Накамура и доктор Сильвестр Поровски из Польской академии наук.