ليزر أزرق
التاريخ > اختراع الليزر الأزرق بتكنولوجيا أشباه الموصلات

ليزر أحمر يمكن أن يبنى على الغاليوم أرسينايد (GA AS) أشباه الموصلات، والتي يتم على أساسها وضع اثني عشر طبقات من الذرات لتشكيل من جانب الليزر التي تولد الضوء من بئر الكوانتم. باستخدام أساليب مماثلة لتلك التي وضعت لركيزةالسيليكون، يمكن أن تبنى خالية من العيوب يسمى خلع، والذرات المنصوص عليها وبالتالي فإن المسافة بين تلك التي تشكل الأرضية وتلك التابعة لالبئر الكمومى هي نفسها..
ومع ذلك، فإن أفضل أشباه الموصلات ليزر الأزرق هو نيتريد الغاليوم بلورات (الجاليوم نيترايد)، والتي هي أصعب بكثير للتصنيع، الأمر الذي يتطلب أعلى الضغوط ودرجات الحرارة، مماثلة لتلك التي تنتج الماس الاصطناعي، واستخدام الضغط العالي غاز النيتروجين. يبدو أن مشاكل فنية لا يمكن التغلب عليها، لذلك سعى الباحثون منذ 1960s لإيداع الجاليوم على قاعدة متاحة بسهولة وهي الياقوت. ولكن عدم التوافق بين هياكل الياقوت ونيتريد الغاليوم خلق الكثير من العيوب.
في عام 1992 المخترع الياباني شوجي ناكامورا اخترع أول LED زرقاء ذات كفاءة، وبعد أربع سنوات، استخدام ناكامورا أول ليزر أزرق. المواد تترسب على الياقوت، على الرغم من أنه قد ظل عدد من العيوب عالية جدا (106–1010/سم2) لبناء-طاقة ليزر عالية بسهولة.
في 1990 في وقت مبكر من معهد فيزياء الضغط العالى في أكاديمية العلوم البولندية في وارسو (بولندا)، تحت قيادة الدكتور سيلفستر بورويسكى التكنولوجيا لخلق بلورات نيتريد الغاليوم ذات جودة عالية وهيكلية أقل من 100 من العيوب لكل سنتيمتر مربع وضعت - 10,000 مرة على الأقل أفضل من التكنولوجيا المدعومة من ياقوت الكريستال.
في عام 1999، حاول ناكامورا العمل مع بلورات بولندية، وتنتج ليزر بإنتاجية ضعف المحصول وعشرة أضعاف عمر - 3,000 ساعة في 30 ميغاواط.
وأدى مزيد من تطوير التكنولوجيا لانتاج كميات كبيرة من أداة الإنتاج. اليوم، وأشعة الليزر الزرقاء تستخدام سطح الياقوت مغطى بطبقة من نيتريد الغاليوم (يتم استخدام هذه التكنولوجيا من قبل شركة يابانية نيتشيا، والتي لديها اتفاق مع سوني)، وأشباه الموصلات الليزر الأزرق تستخدم بلورات نيتريد الغاليوم الأحادى السطح (شركة بولندية TopGaN ).
بعد 10 أعوام، سيطرت الشركات اليابانية على إنتاج الليزر الأزرق مع 60 ميغاواط من الطاقة، مما يجعلها قابلة للتطبيق على المعدات التي تستخدم قراءة كثيفة مع تيار عالي السرعة من البيانات من تطبيقات تقنية بلو راي، BD-R، BD-RE. كانت التكنولوجيا البولندية أرخص من اليابانية ولكن لديها حصة أصغر من السوق. هناك شركة بولندية للتكنولوجيا الفائقة أكثر والتي تصنع بلورات نيتريد الغاليوم - Ammono،  ولكن هذه الشركة لا تنتج أشعة الليزر الزرقاء.
لعمله، تلقى ناكامورا جائزة تكنولوجيا الألفية منحت في عام 2006.
حتى أواخر 1990s، عندما وضعت ليزر أشباه الموصلات الأزرق، وكانت أشعة الليزر الأزرق ليزر الغاز الأدوات التي تعتمد على الإنعكاس المجموعى في الفيزياء، والميكانيكا الإحصائية على وجه التحديد، الانعكاس المجموعى يحدث عند وجود النظام (مثل مجموعة من الذرات أو الجزيئات) في حالة مع أعضاء عديدين في حالة مستثارة مما كانت عليه في حالات طاقة ضئيلة. هذا المفهوم هو من الأهمية الأساسية في علوم الليزر لأن إنتاج الانعكاس المجموعى الذي يحدث هو خطوة ضرورية في أعمال الليزر القياسية. في خليط من غاز نادر ويحتاج إلى تيارات عالية وقوية ووسائل تبريد كبيرة ومكلفة.
بفضل التنمية المسبقة من جماعات كثيرة من الباحثين، بما في ذلك، على الأخص، مجموعة الأستاذ ايسامو Akasaki، شوجي ناكامورا في شركة نيتشيا وشركة سوني في عنان (توكوشيما كين -اليابان) سلسلة من الاختراعات تم تطويرها لتصبح مجدية تجاريا الأزرق والبنفسجي ليزر أشباه الموصلات. تم تشكيل الطبقة النشطة من الأجهزة نيتشيا من الإنديوم نيتريد الغاليوم InGaN الآبار الكمومية أو نقاط الكم التي تشكلت عفويا عبر التجميع الذاتي. مكن اختراع جديد لتنمية المشاريع الصغيرة ومريحة وبأسعار منخفضة الأزرق والبنفسجي، والأشعة فوق البنفسجية وأشعة الليزر الأشعة فوق البنفسجية والتي لم تكن متاحة من قبل، وفتح الطريق لتطبيقات مثل تخزين البيانات على أسطوانات الفيديو الرقمية فائقة الدقة عالي الكثافة وبلو راي دسك. الطول الموجي أقصر يسمح لقراءة الأقراص التي تحتوي على المزيد من المعلومات.