Laser je jedno od otkrića za koje se u doba otkrivanja nije moglo ni izdaleka predvidjeti koje će sve oblike i primjene poprimiti. Danas postoji niz pravaca razvoja lasera, od supervelikih i jakih (npr. Nova laser ili laseri za svemirska ratovanja), preko malih za svakodnevnu upotrebu (čitači cijena, pokazivači, CD-romovi i sl.) do minijaturnih biolasera (nanolaseri i mikrolaseri).

Plavi laser je pojam (sintagma) koji označava poluvodičke lasere u području 400-450 nm, a čije bi ostvarenje predstavljalo značajan napredak u razvoju laserskih displeja i povećanju kapaciteta optičkih memorija.

Poluvodički laser (diodni laser), predstavlja sićušni kristal, proizveden atomskom toćnošću, podjeljen u dva osnovna područja, s različitim električnim svojstvima. Na tzv. n-strani višak elektrona predstavlja nosioce struje. Na tzv. p-strani prevladavaju šupljine koje predstavljaju nedostatak elektrona. Kad se na p-stranu primijeni pozitivan napon, a na n-stranu negativan, elektroni i praznine poteknu jedni prema drugima. Čestice se sretnu u ultratankom prostoru koji se naziva kvantna jama, gdje se rekombiniraju pri čemu dolazi do emisije fotona. Ako su krajevi diode ujedno i visokoreflektirajuća zrcala dolazi do laserskog efekta, emitiranja istovrsnih koherentnih fotona. Energija fotona (boja svjetlosti) određena je svojstvima poluvodičkog spoja, iznosom energijskog rascjepa (engl. band-gap). Npr. za GaAs lasere taj energijski rascjep iznosi 1.45 eV, što odgovara emisiji fotona valne duljine 885 nm.

Za ostvarenje plavog lasera potrebni su poluvodički materijali s energijskim rascjepom od 2-4 eV. Tehnologija proizvodnje obuhvaća naparavanje tankih slojeva raznovrsnih materijala na odgovarajuću podlogu po sistemu sendviča, aktivni sloj između n-tipa i p-tipa. Broj kvantnih jama (n-p kontakata) varira od 2 do 10. Takav višeslojni n-p sendvič je na koncu debljine samo šest mikrona.

Vodeći istraživač u polju, Shuji Nakamura, Nichia Chemical Company, Japan u intervjuu iz kolovoza 1996, predviđa ostvarenje komercijalnog plavog lasera na prijelazu 1997/1998. Nichijini su istraživači čarobnu formulu našli u indij galij nitrid materijalima. I zaista, vijest da je "probijen led" pojavila se krajem 1997. godine o plavom laseru sa 300 sati rada (rujan 1997.), do bi to naraslo na 1500 sati u siječnju 1998. i 10000 sati u travnju 1998. Takvom uspješnom razvoju plavih lasera prethodio je razvoj plavih i zelenih svijetlećih dioda - lederica (LED*) prvo temeljenih na SiC materijalima pa zatim InGaN koji emitira fotone valne duljine 450 nm, koje su dostigle efikasnost i do 9 posto.

Drugi međunarodni simpozij o plavim laserima i LED-ericama gdje su prikazana istraživanja i na drugim materijalima kao npr. BeMgZnSe okupio je početkom listopada sve značajnije istraživače u tom polju (ovdje) .

Alternativni pristup razvoju plavih lasera zastupa japanska firma Matsushita. Oni su razvili uređaj koji se temelji na udvostručavanju frekvencije zračenja crvenog diodnog lasera pomoću nelinearnih optičkih kristala.

Plavi laser na 400 nm. Preuzeto iz članka S. Nakamure (Ref. 1)

O značenju plavih lasera za razvoj memorija (DVD) i displeja puno se piše, npr o utrostručenju kapaciteta optičkog zapisivanja podataka čitajte ovdje. (Npr. kapacitet DVD optičkog diska sa crvenom laserskom diodom je 4.7 Gigabajta po strani, dok bi s plavim laserom on bio povećan na 15 Gigabajta po strani). Ukratko radi se o tome da je spot plave boje manji od crvenog što samim tim omogućuje gušći zapis podataka. Iako najavljivani na proljeće, komercijalnih plavih lasera sada u listopadu još nema, no oni sigurno dolaze. Crveni laseri (tipično AlGaInP na GaAs podlozi) već su dugo tu, i našli su vrlo široku primjenu: za štampanje u laserskim pisačima, čitanje bar-kodova, optičkom pohranjivanju podataka (CD-romovi), pumpanju drugih lasera itd. Jednu primjenu treba posebno istaći, a to su laserski pokazivači, koji nisu veći od palca a mogu se kupiti skoro na svakom placu, bez ikakvih uputstava i upozorenja, tako da su postali dječjom igračkom. Opasnom igračkom jer sa snagom od 5 do 10 mW, kakvih se sada lako nađe mogu dovesti do trajnog oštećenja oka. Nemojte biti ravnodušni ako vam po prozoru počnu šetati crveni spotovi - uskoro će im se pridružiti plavi i zeleni.

U nas, nažalost nema razvoja poluvodičkih lasera niti svijetlećih dioda, no oni se upotrebljavaju u istraživanjima u atomskoj i molekularnoj fizici koja se provode na Institutu za fiziku, Zagreb na nekoliko projekata (Atomski sudari niske energije u plinovima i plazmi i Lasersko vođenje i dijagnostika procesa u parama i plazmi)

S. Nakamura, Light emission moves into the blue, PhysicsWeb, Feb 1998.

Knjiga o plavim laserima Nakamure ovdje

E. J. Lerner, Race is on to develop blue-green lasers, Laser Focus World , April 1998 p. 91

C. T. Whipple, Special Report: Blue Diode Lasers, Photonics, May 1998, p.116

S. Nakamura, Blue Lasers Meet Commercial Requirements, Photonics, May 1998, p.130

Robert L. Gunshor and Arto V. Nurmikko Blue-Laser CD Technology

G. Pichler i Goranka Friganović-Pichler, LASERSKE I SVJETLEĆE DIODE

Drugi proizvođači Fujitsu laseri, Hewlett Packard

Pripremio: Dr. Slobodan Milošević , Institut za fiziku, Zagreb, listopad 1998.