ما هو الصمام الثنائي بالليزر الأزرق ؟

مقدمة عنصمام ثنائي ليزر أزرق

الصمام الثنائي لليزر الأزرق هو ليزر شبه موصلة ينتج شعاع فوتون مركز بطول موجي حوالي من من من من من النانومتر الكهرومغناطيسي-الطيف المرئي الذي تدركه العين البشرية أزرق أو بنفسجي. من الصعب تصنيع الثنائيات الليزرية الزرقاء أكثر من العديد من أنواع الليزر الأخرى ، خاصة عند مستويات الطاقة العالية ، ولكن الطول الموجي القصير للضوء الأزرق يسمح بدقة أعلى. اليوم ، يمكن استخدام الثنائيات الليزرية الزرقاء في تطبيقات مثل مؤشرات الليزر وأجهزة عرض الفيديو ، وكذلك في الأجهزة التي تستخدم أقراص عالية الوضوح (معظمها بتنسيق بلو راي).

مثل جميع الثنائيات الليزرية ، يتم إنتاج ضوء الصمام الثنائي بالليزر الأزرق عن طريق ضخ الطاقة إلى أشباه الموصلات. في ثنائيات الليزر ، يتم ذلك عن طريق التيار ، الذي يميزها عن ليزر أشباه الموصلات التي يتم ضخها بصريًا والتي تستخدم الضوء. وهذا يسبب ارتفاع مستوى طاقة الإلكترونات في مادة أشباه الموصلات لفترة وجيزة. عندما يعود الإلكترون إلى مستوى طاقته الأصلية مرة أخرى ، سيتم إطلاق الطاقة المفقودة في شكل فوتونات ، وبالتالي ينتج الضوء. ثم ، يتوازى الضوء مع عدسة الليزر ، وتتركز الفوتونات المولدة في اتجاه واحد لإنتاج شعاع مركز.

يعتمد لون الليزر على طول موجة الفوتون ، والذي يعتمد على خصائص الذرات أو الجزيئات التي تشكل وسط الكسب. المادة المتوسطة الأكثر استخدامًا في ثنائيات الليزر الزرقاء هي نيتريد الغاليوم البلوري شبه الموصل (GaN). نيتريد الإنديوم (InN) ونيتريد الغاليوم الإنديوم ، يتم استخدام سبيكة من الاثنين أيضًا.

الصمام الثنائي الليزري الأزرق هو أساس العديد من تنسيقات تخزين البيانات البصرية ، مثل بلو راي ، الصين الأزرق عالي الوضوح و دي في دي عالي الدقة. جميع الأقراص البصرية ، مثل الأقراص المدمجة وأقراص الفيديو الرقمية ، تخزن المعلومات في شكل مسافة بادئة صغيرة. عندما يتم تدوير القرص في مشغل أقراص ، سيقرأ الليزر هذه المسافات البادئة. تستخدم الأقراص المدمجة وأقراص الفيديو الرقمية أشعة الليزر التي تولد الضوء الأحمر ، الذي له طول موجي أطول من الضوء الأزرق ، وبالتالي يتطلب قراءة قرص بشكل صحيح درجة أوسع. يسمح الطول الموجي الأقصر للضوء الأزرق بالليزر بقراءة الميزات الأصغر على القرص بدقة ، مما يعني المزيد من الخدوش وبالتالي يمكن أن يحتوي على المزيد من البيانات على القرص بنفس الحجم. بهذه الطريقة ، يمكن للقرص المصمم ليتم قراءته بواسطة ليزر ديود أزرق حزم حوالي 25 جيجابايت من البيانات في طبقة قرص واحد ، وهو أكثر من خمسة أضعاف سعة دي في دي.

الصمام الثنائي بالليزر الأزرق هو تقنية جديدة ومبتكرة نسبيا لم يتم استخدامها في الاستخدام التجاري حتى ذلك. ويرجع ذلك إلى صعوبة إنتاج وسائط مكاسب مناسبة والحاجة إلى إحراز تقدم في علوم المواد قبل أن تصبح هذه التكنولوجيا مجدية. هو أساسا نتاج البحوث التي أجريت في بولندا واليابان ، والأكثر شهرة هو مهندس ياباني وباحث dr. Shuji Nakamura و dr. Sylwester Porowski من الأكاديمية البولندية للعلوم.