青色レーザーダイオードとは何ですか?

の紹介青いレーザーダイオード

青色レーザーダイオードは、約400〜500ナノメートルの波長の集中光子ビームを生成する半導体レーザーです。人間の目が知覚する可視電磁スペクトルは青または紫です。 青色レーザーダイオードは、特に高出力レベルでは、他の多くのタイプのレーザーよりも製造が困難ですが、青色光の波長が短いため、より高い精度が得られます。 今日、青色レーザーダイオードは、レーザーポインターやビデオプロジェクターなどのアプリケーションや、高解像度ディスクを使用するデバイス (主にBlu-ray形式) で使用できます。

すべてのレーザーダイオードと同様に、青色レーザーダイオードの光は、エネルギーを半導体に送り込むことによって生成されます。 レーザーダイオードでは、これは電流によって行われ、光を使用する光学的に励起された半導体レーザーとは区別されます。 これにより、半導体材料内の電子のエネルギーレベルが一時的に上昇します。 電子が再び元のエネルギーレベルに戻ると、失われたエネルギーが光子の形で放出され、それによって光が生成されます。 次に、光はレーザーレンズによってコリメートされ、生成された光子は一方向に集束されて集中ビームを生成します。

レーザーの色は、光子の波長に依存します。これは、利得媒体を構成する原子または分子の特性に依存します。 青色レーザーダイオードに最も一般的に使用される利得媒体材料は、結晶半導体窒化ガリウム (GaN) です。 窒化インジウム (InN) と窒化インジウムガリウム (この2つの合金) も使用される。

青色レーザーダイオードは、Blu-ray、China Blue High-Definition、HD DVDなどのいくつかの光学データストレージ形式の基礎です。 CDやDVDなどのすべての光ディスクは、マイクロインデントの形で情報を保存します。 ディスクがディスクプレーヤーで回転すると、レーザーはこれらのくぼみを読み取ります。 CDやDVDは、青色光よりも波長が長い赤色光を生成するレーザーを使用しているため、正しく読み取るにはディスク上のより広いノッチが必要です。 青色光の波長が短いため、青色レーザーはディスク上の小さなフィーチャを正確に読み取ることができます。これは、より多くのへこみを意味するため、同じサイズのディスクに多くのデータを含めることができます。 このようにして、青色レーザーダイオードによって読み取られるように設計されたディスクは、約25 GBのデータを単一のディスク層にパックできます。これは、DVDの5倍以上の容量です。

青色レーザーダイオードは、2001年まで商用利用されなかった比较的新しく革新的な技术です。 これは、適切なゲイン媒体を製造することの難しさと、この技術が実現可能になる前に材料科学の進歩の必要性によるものです。 これは主にポーランドと日本で行われた研究の成果であり、最も有名なのは日本のエンジニア兼研究者である中村修二博士とポーランド科学アカデミーのシルウェスターポロフスキー博士です。