ブルーレーザー技術の開発と応用

ブルーレーザー技術の開発

青いレーザーダイオード。 最初の青い半岛レーザー1999年に発表され、次世代の光ストレージのアプリケーションはそれほど遠くないことを示しています。 2002年の「Blu ray Disc」計画の導入により、具体的には、Blu ray LDは12cmディスクで27GBのストレージ容量を実現でき、これは既存の技術の6倍です。 それは家族や人々のオフィスへのデジタル製品の参入を非常に容易にするすべてのデジタル情報の保存を実現することができます。

LD直接周波数倍増青いレーザーをご利用ください。 1994年、ドイツ人は円形周波数の倍増とLD光周波数のセルフロックに単一のknを同時に使用しました。 90mwおよび856nmの入射パワーの下で、22mwおよび428nmの青色レーザー出力が得られた。 リアルタイム閉ループフィードバックを使用して、ビーム品質は効果的に制御され、ノイズは抑制され、レーザーの動作安定性は向上します、そして40mWおよび430nmのレーザーの出力は得られます。 関連企業はこの成果を利用して、光ストレージ用の製品を開発しています。

LDは非線形変換青色レーザーをポンピングしました。 1つの方法は、GaAlAsレーザーダイオードとNd3イオン1.06μ による809nmレーザー出力を使用することです。459 nmの青色光出力は、Mレーザーの合計周波数によって得られます。 1987年、研究者は和周波数法を使用して、KTP結晶で0.96MWの青色光出力を取得しました。 1992年に、外部共鳴空洞強化の方法を使用して、KTP単一定在波空洞で4MWの基本横モード462nm出力が得られました。 1993年に、折りたたまれた空洞構造が採用され、100MWのシングルチューブLDを使用して20MW 459nmの青色レーザー出力が得られました。 単一管LD青色光の変換効率は68% と高かった。 和周波数結晶のマッチング角度を変更すると、12NMのチューニング幅が実現されましたが、この技術では注入に高いLDが必要です。 最近、研究者たちは、kta-opoをポンプするためのモードロック半導体ポンプNd: YVO4レーザーアンプを開発しました。 上記の方法で生成された1064nmおよび1535nmレーザーは、レーザーディスプレイのアプリケーションで直接使用できる周波数倍増および周波数総和プロセスを通じて、629nm、532nm、および446nm三色レーザーを同時に取得できます。

青色レーザーの応用

まず、カラーレーザー表示。 高輝度青色レーザーシステムは、比較的成熟した赤色LDとともに、カラーディスプレイ用の全固体標準3原色光源として使用でき、内周波数はすべての固体緑色レーザーを2倍にします。 低消費電力、長寿命、高ビーム品質のこの新しいレーザー光源は、 (蛍光光源と比較して) 高い効率を持つだけでなく、自然光に対してより忠実です。 白熱光源によって生成される黄色の影と蛍光光源によって生成される緑の影を排除し、3つの原色のバランスを実現することができます。

第二に、高密度光学ストレージ。 現在光源として一般的に使用されている780nmldと比較して、青色レーザーの利点は波長と小さなスポット面積です。 ストレージ媒体が短波長レーザーに対してより敏感であり、新しいコーディング技術が採用されている場合、ストレージ密度をほぼ1桁増加させることができます。 現在のBlu-rayディスク計画によると、27GBのストレージ容量は、既存の技術の6倍である12cmディスクで実現できます。そしてすべてのデジタル情報は貯えることができます。

第三に、デジタルビデオ技術。 すべての固体青色レーザーの最も有望なアプリケーションは、デジタルビデオの分野におけるCD-ROM、CDおよびDVDの光源としてです。 東芝のマルチメディア研究所の岩本明人氏によると、2005年に光源として青色レーザーを使用した読み取り専用デジタルビデオディスクを発売する予定です。 光学システムの開口数とデジタル処理回路の性能を適切に向上させた後、その容量は、光源として635nmの赤色光LDを備えたCD-ROMの7倍以上に達する可能性があります。

第四に、海の水の色と海洋資源の探査。 400 nmから450 nmの間の青色レーザー光源は、海水の色を感知するための強力な武器であり、海洋漁業資源を検出するために使用できます。

第五に、レーザー冷凍。青色レーザーを使用して、セシウム原子の熱振動を捕捉して湿らせ、熱振動によって引き起こされるドップラーの広がりを排除し、スペクトル線の正確な測定を保証することができます。

さらに、すべての固体青色レーザー光源は、デジタルからアナログへのコンバーター、レーザーおよびブラシ技術、レーザー医学、生化学技術など、多くの分野で広く使用されることが期待されています。材料科学と光通信。