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藍色激光
編輯藍色激光是在人的眼中,藍色或波長360 480nm處出現紫色,電磁輻射的一個激光器。
藍色激光由441.6納米氦鎘氣體激光器和458、488納米氬離子激光器產生。輸出藍光束的半導體激光器通常是氮化鎵(GaN,紫色)或氮化銦鎵(基本上是藍色,但是也可以顯示其他顏色)。通過使用半導體激光器的紅外波長和倍頻器(產生二次諧波),也可以實現藍色和紫色激光器。
發射445納米的半導體激光器正逐漸成為手持式激光器。發射波長低于445納米的激光呈現紫色(盡管有時也稱為藍色激光)。一些最商業上常見的藍色激光器是為藍光技術添加的半導體激光器,該激光器發出的405納米紫光類似于紫外線(黑光) ,短到足以在某些化學藥品中產生熒光。注意,波長短于400納米的光被分類為紫外光。
從高密度光電數據存儲到醫療應用,許多領域都使用使用藍色激光的設備。
半導體激光器
編輯紅色激光可以從在砷化鎵(GaAs)半導體上建立有數十個原子層的量子阱中產生激光。使用的技術類似于為硅開發的技術。基底沒有所謂的位錯晶體缺陷。此時,由于原子被放置,因此在基板上形成的原子與量子阱之間的距離相等。
但是,用于藍光激光器的最佳半導體是氮化鎵(GaN)晶體,與合成金剛石的生產相比,氮化鎵(GaN)晶體需要使用更高的壓力,溫度和高壓氮氣。在這方面,似乎無法克服技術問題,因此自1960年代以來,研究人員一直在嘗試將氮化鎵沉積在藍寶石襯底上。然而,藍寶石和氮化鎵的結構(晶格常數)不匹配,從而導致過多的缺陷。
1992年,日本發明家中村修二發明了xxx臺高效的藍色發光二極管,四年后,發明了xxx臺藍色激光器。中村使用沉積在藍寶石襯底上的材料。但是,由于缺陷的高度(10?6至10?10?/ cm?2),不能容易地構造高功率激光器。
在90年代初期,的波蘭科學院的高壓物理研究所,物理學家西爾韋斯特·波羅斯基的,每平方厘米的缺陷數量的指導下已開發的技術,以產生具有小于100的高品質結構的氮化鎵晶體。此,至少,比起那些為藍寶石的基礎上沉積的氮化鎵晶體,是優良的10000倍[1]?。
中村(Nakamura)于1999年嘗試了一種波蘭晶體,該晶體產生的振蕩功率是其兩倍,而激光的壽命則是其十倍。也就是說,它在30毫瓦時可持續3000個小時。
該技術的進一步發展已實現批量生產。如今,藍光激光器的藍寶石表面覆蓋有一層氮化鎵(與索尼(Sony)簽約的日本公司Nichia?Corporation使用了該技術)和氮化鎵單晶表面(波蘭)。使用該公司的TopGaN?[2])。
十年后,一家日本公司學習了輸出功率為60毫瓦的藍光激光器的生產技術,并將其應用于讀取藍光,BD-R和BD-RE等高密度,高速數據流的設備。來了?波蘭技術比日本技術便宜,但市場份額很小。波蘭還有一家高科技公司生產氮化鎵晶體。那是Ammono?[3]?[4],但是該公司不生產藍色激光。
中村,2006年千禧技術獎,并在2014年,諾貝爾物理學獎被授予,分別為[5]?。
直到90年代后期藍色半導體激光已被開發,藍色激光,稀有氣體混合物在反轉依賴于,大電流,并且需要強冷卻,大的,昂貴的氣體激光是設備。
德島縣阿南市的赤坂教授,中村修二,日亞化學工業株式會社和索尼共同開發了一系列藍紫色半導體激光器,用于商業用途。由Nichia Corporation開發的活性層由氮化銦鎵(InGaN)量子阱或通過自組裝自發形成的量子點形成。這項新技術的發明使能夠開發出高密度的HD-DVD數據存儲和藍光光盤的小型,便捷,低成本的半導體激光器能夠產生迄今為止無法實現的藍,紫和紫外光。道路開了。波長越短,可以讀取的信息光盤越多[6]。
在2014年,勇赤松,天野浩,中村修二為“亮和節能白光源,用于高效藍色發光二極管的本發明的”?諾貝爾獎頒發給[7]?。
二極管泵浦固態激光器
編輯藍色激光筆于2006年左右上市,其基本結構與DPSS綠色激光筆相同。它們是最常見于半導體激光器泵浦的是的Nd:YAG或Nd:YVO 4從晶體中,946 nm的激光輻射,由倍頻生成,發射光在473納米。受到Er:YAG激光作用的晶體通常會產生1064納米的主波長,但具有其他較小的釹波長,例如用于藍色激光的946納米過渡層,合適的反射涂層鏡子也可以進行激光加工。對于高功率,BBO晶體用作倍頻器。對于較低的功率,使用KTP。可用的輸出功率高達5000毫瓦。在最佳研究環境中獲得的一些結果中,將943納米激光輻射轉換為473納米激光輻射時,產生473納米激光輻射的轉換效率為10%。 15%,但效率低下。考慮到實際使用中的有用性,可以進一步降低。但是,由于轉換效率低,使用1000毫瓦的紅外LED會導致xxx150毫瓦的可見藍光。
藍色激光還可以與氮化銦鎵半導體直接振蕩,而氮化銦鎵半導體會產生藍光而不會使頻率加倍。目前可以買到從445納米到465納米的可商購的藍色半導體激光器。該設備比405納米半導體激光器要亮得多,因為更長的波長接近人眼的最高靈敏度。諸如激光投影儀之類的商業設備降低了這些二極管的價格。如上所述,紫激光是氮化鎵(GaN)半導體,并且可以直接構造。但是,不僅可以使用基于氮化鎵的更高功率(120毫瓦)的404-405納米紫色激光指示器,而且還可以提供輸出功率為1W,波長為808nm的砷化鎵紅外激光還使用了DPSS頻率放大技術。半導體激光器和雙晶體可以直接加倍,而無需插入長波長釹激光器。
外觀
編輯405(納米紫色激光氮化鎵構造成當或從其中被加倍砷化鎵(GaAs)半導體激光頻率包括)實際上不是藍色,但人眼是非常有限的它看起來像紫色,具有給定的靈敏度的顏色。當提及許多白色物體(如白皮書或白色衣服)時,激光染料的熒光外觀會將激光點的視覺外觀從紫色變為藍色。
對于看起來是深藍色的應用,需要445至450納米的波長。低成本激光投影儀的生產和銷售取得了進展,降低了445納米氮化銦鎵半導體激光器的價格。
藍色極光的應用
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