ليزر أزرق: الفرق بين النسختين

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
تصفح التاريخ تفاعلياً
[مراجعة غير مفحوصة][مراجعة غير مفحوصة]
→ التعديل السابقالتعديل اللاحق ←
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
مرئينص الويكي
سطر 41: سطر 41:
[[ بيتا الباريوم بورات | BBO ]] فإنه تستخدم البلورات كمضاعفة للتردد للقوى الأقل تستخدم [[ فوسفات البوتاسيوم والتيتانيل | KTP ]] . قوى الانتاج المتاحة تصل إلى 1000 ميغاواط ، ولكن هذا عادة ما يكون الناتج الكلي بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء. كما هو الحال مع أجهزة الليزر DPSS الخضراء ، واستخدام 1000 ميغاواط الأشعة تحت الحمراء الصمام الثنائي تكون النتائج عادة من حوالي 300ميغاواط من الضوء الأزرق المرئية، حتى إذا تم الإبلاغ عن طاقة الليزر في 1000 ميغاواط .
[[ بيتا الباريوم بورات | BBO ]] فإنه تستخدم البلورات كمضاعفة للتردد للقوى الأقل تستخدم [[ فوسفات البوتاسيوم والتيتانيل | KTP ]] . قوى الانتاج المتاحة تصل إلى 1000 ميغاواط ، ولكن هذا عادة ما يكون الناتج الكلي بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء. كما هو الحال مع أجهزة الليزر DPSS الخضراء ، واستخدام 1000 ميغاواط الأشعة تحت الحمراء الصمام الثنائي تكون النتائج عادة من حوالي 300ميغاواط من الضوء الأزرق المرئية، حتى إذا تم الإبلاغ عن طاقة الليزر في 1000 ميغاواط .


ويمكن أيضا تصنيع الليزر الأزرق مباشرة بإستخدام أشباه الموصلات InGaN، والتي تنتج الضوء الأزرق من دون مضاعفة التردد . نانومتر الثنائيات الليزر الزرقاء 445 هي متاحة حاليا في السوق المفتوحة. والأجهزة هي أكثر إشراقا من نانومتر الثنائيات الليزر 405 ،وحيث أن منذ الطول الموجي الأطول يعد أقرب إلى ذروة الحساسية للعين البشرية.فإن الأجهزة التجارية مثل [[ليزر ضوئي الفيديو |أجهزة العرض بالليزر ]] دفعت بانخفاض الأسعار على هذه الثنائيات، اعتبارا من مارس 2011.
Blue lasers can also be fabricated directly with InGaN semiconductors, which produce blue light without frequency-doubling. 445 nm blue laser diodes are currently available on the open market. The devices are brighter than the 405 nm laser diodes, since the longer wavelength is closer to the peak sensitivity of the human eye. Commercial devices like [[Laser video projector|laser projectors]] have driven down the prices on these diodes, as of March 2011.


Violet lasers may be constructed directly with GaN (gallium nitride) semiconductors, as noted.<ref>[http://www.dinodirect.com/50mw-405nm-mid-open-blue-violet-laser-pointer-stars-kaleidoscopic-laser-pen-2-aaa-included.html Example of a true GaN diode laser pointer].</ref> However, a few higher-powered (120&nbsp;mW) 404–405&nbsp;nm "violet" laser pointers have become available which are not based on GaN, but also use [[DPSS]] frequency-doubler technology starting from 1 watt 808&nbsp;nm [[gallium arsenide]] infrared diode lasers being directly doubled, without a longer-wave neodymium laser interposed between diode laser and doubler-crystal. As with all high powered lasers, such devices are able to pop balloons and light matches.
الليزر البنفسجي قد شيدت مباشرة مع الجاليوم (نيتريد الغاليوم) أشباه الموصلات، كما لوحظ.<ref>[http://www.dinodirect.com/50mw-405nm-mid-open-blue-violet-laser-pointer-stars-kaleidoscopic-laser-pen-2-aaa-included.html Example of a true GaN diode laser pointer].</ref> ومع ذلك، فقد أصبح عدد قليل من مؤشرات الليزر البنفسجية عالية الطاقة(120 ميغاواط) 404-405 نانومتر "البنفسجي" الليزر المتاحة والتي لا تستند إلى الجاليوم، ولكن أيضا بإستخدام تكنولوجيا التردد مضاعف [[DPSS]] بدءا من 1 واط 808 ؛ نانومتر ليزر ديود الأشعة تحت الحمراء [[الغاليوم أرسينايد]] يجرى مضاعفتها مباشرة دون النيوديميوم ليزر طويل الموجة ويكون متوسطا بين الليزر الصمام الثنائي والمضاعف البللورى. كما هو الحال مع جميع أجهزة الليزر التى تعمل بالطاقة العالية.


== المظهر ==
== المظهر ==

نسخة 11:47، 11 ديسمبر 2013

  لمعانٍ أخرى، طالع ليزر أزرق (توضيح).
مسارات عرض الليزر البنفسجي من 20 مللى وات 405 نانومتر متألق بوضوح على بعض الكائنات


الليزر الأزرق هو ليزر الذى يسبب إنبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي بطول موجة ما بين 360 و 480 نانومتر، والتي تدركها العين البشرية وتراها زرقاء أو بنفسجي. ويتم إنتاج الحزم الزرقاء بواسطة الليزر الغازى باستخدام الهليوم والكادميوم في 441.6 نانومتر، و أرغون أيون في 458 و 488 نانومتر. أشباه الموصلات ليزر ديود الليزر الأزرق مع الحزم التى تستند عادة على الغاليوم (III) نيتريد (الجاليوم، اللون البنفسجي) أو الإنديوم نيتريد الغاليوم (زرقاء غالبا ما يكون صحيحا في اللون، ولكن أيضا قادرة على إنتاج ألوان أخرى). ويمكن أيضا كلا الليزر الأزرق البنفسجي ويتم بناؤها باستخدام مضاعفة التردد الأشعة تحت الحمراء موجات ليزر ديود الليزر من أشعة الليزر أو دايود ضخ الليزر diode-pumped lasers.

ليزر الصمام الثنائي التي تشع الضوء بطول موجى 445 نانومتر أصبحت شعبية كالليزر المحمول. الليزر الباعث للموجات تحت 445 نانومتر تظهر بلون بنفسجى للعين البشرية، بلون مختلف واضح. هل هذا صحيح، على سبيل المثال، معظم الليزر الأكثر شيوعا تجاريا "الأزرق"، وأشعة الليزر ديود المستخدمة في التطبيقات مثل بلو راي ، والتي تنبعث منها ضوء البنفسجي، بطول موجى 405 نانومتر والذي هو طول موجة قصيرة بما فيه الكفاية ل يسبب تألق في بعض المواد الكيميائية، في نفس الطريقة كما الاشعاع الى مزيد من الأشعة فوق البنفسجية ("ضوء أسود") تنتج ضوءا بطول موجى أقصر ويصنف من 400 نانومتر كما فوق البنفسجية.

الأجهزة التي تستخدم ضوء الليزر الأزرق لها تطبيقات في العديد من المجالات بدءا من تخزين البيانات في عالية الكثافة الضوئية إلى التطبيقات الطبية.

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 للالبئر 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 وهى 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 عاليةبسهولة.

في 1990 في وقت مبكر من معهد فيزياء الضغط العالى في أكاديمية العلوم البولندية في وارسو (بولندا)، تحت قيادة الدكتور Sylwester Porowski 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.[1]

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 [2]).

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، [3][4] ولكن هذه الشركة لا تنتج أشعة الليزر الزرقاء.

لعمله، تلقى ناكامورا جائزة تكنولوجيا الألفية منحت في عام 2006.[5]

حتى أواخر 1990s، عندما وضعت ليزر أشباه الموصلات الأزرق، وكانت أشعة الليزر الأزرق ليزر الغاز الأدوات التي تعتمد على انقلاب السكان population inversion 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 و شركة 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 التى 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 HD DVD عالي الكثافة وبلو راي دسك . الطول الموجي أقصر يسمح لقراءة الأقراص التي تحتوي على المزيد من المعلومات.[6]

الأشكال

وحدات الليزر الأزرق والبنفسجي الصمام الثنائي ضخ الحالة الصلبة (DPSS)

مؤشرات الليزر الأزرق ، والتي أصبحت متاحة في جميع أنحاء عام 2006، لها نفس التركيب البنائى الأساسي مثل الليزر الأخضر DPSS . أنها الأكثر شيوعا ينبعث ضوءها عند 473 نانومتر ( في بعض الأحيان ذكرت عند 474 نانومتر ) ، الذي ينتج عند مضاعفة التردد من أشعة الليزر 946 نانومتر من الصمام الثنائي ضخ بلورات Nd:YAG أو بلورات Nd:YVO4 .Neodymium-doped crystals بلورات مخدر النيوديميوم تنتج عادة طول موجة من 1064 نانومتر الرئيسي ، ولكن مع المناسبة المرايا طلاء عاكسة يمكن أن يتم أيضا عالج بالليزر في الأطوال الموجية الأخرى النيوديميوم غير الرئيسية ، مثل الانتقال 946 نانومتر المستخدمة في تطبيقات الليزر الأزرق . لأنتاج الطاقة العالية BBO فإنه تستخدم البلورات كمضاعفة للتردد للقوى الأقل تستخدم KTP . قوى الانتاج المتاحة تصل إلى 1000 ميغاواط ، ولكن هذا عادة ما يكون الناتج الكلي بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء. كما هو الحال مع أجهزة الليزر DPSS الخضراء ، واستخدام 1000 ميغاواط الأشعة تحت الحمراء الصمام الثنائي تكون النتائج عادة من حوالي 300ميغاواط من الضوء الأزرق المرئية، حتى إذا تم الإبلاغ عن طاقة الليزر في 1000 ميغاواط .

ويمكن أيضا تصنيع الليزر الأزرق مباشرة بإستخدام أشباه الموصلات InGaN، والتي تنتج الضوء الأزرق من دون مضاعفة التردد . نانومتر الثنائيات الليزر الزرقاء 445 هي متاحة حاليا في السوق المفتوحة. والأجهزة هي أكثر إشراقا من نانومتر الثنائيات الليزر 405 ،وحيث أن منذ الطول الموجي الأطول يعد أقرب إلى ذروة الحساسية للعين البشرية.فإن الأجهزة التجارية مثل أجهزة العرض بالليزر دفعت بانخفاض الأسعار على هذه الثنائيات، اعتبارا من مارس 2011.

الليزر البنفسجي قد شيدت مباشرة مع الجاليوم (نيتريد الغاليوم) أشباه الموصلات، كما لوحظ.[7] ومع ذلك، فقد أصبح عدد قليل من مؤشرات الليزر البنفسجية عالية الطاقة(120 ميغاواط) 404-405 نانومتر "البنفسجي" الليزر المتاحة والتي لا تستند إلى الجاليوم، ولكن أيضا بإستخدام تكنولوجيا التردد مضاعف DPSS بدءا من 1 واط 808 ؛ نانومتر ليزر ديود الأشعة تحت الحمراء الغاليوم أرسينايد يجرى مضاعفتها مباشرة دون النيوديميوم ليزر طويل الموجة ويكون متوسطا بين الليزر الصمام الثنائي والمضاعف البللورى. كما هو الحال مع جميع أجهزة الليزر التى تعمل بالطاقة العالية.

المظهر

The violet 405 nm laser (whether constructed from GaN or frequency-doubled GaAs laser diodes) is not in fact blue, but appears to the eye as violet, a color for which a human eye has a very limited sensitivity. When pointed at many white objects (such as white paper or white clothes which have been washed in certain washing powders) the visual appearance of the laser dot changes from violet to blue, due actually to fluorescence from brightening dyes.

For display applications which must appear "true blue", a wavelength of 445–450 nm is required. With advances in production, and commercial sales of low-cost laser projectors, 445 nm InGaN laser diodes have dropped in price.

A last challenge in projection laser diodes is related to the construction of a "true green" InGaN laser (around 530 nm). Osram achieved a near "true green diode" at 520nm.[8]


التطبيقات

Areas of application of the blue laser include:

  • High-definition Blu-ray players
  • Casio and DLP brand projectors
  • Telecommunications
  • Information technology
  • Environmental monitoring
  • Electronic equipment
  • Medical diagnostics
  • Micro projectors and displays
  • Magnetic levitation devices

انظر أيضا

المراجع

  1. ^ Sylwester Porowski: blue laser. Poland.gov.pl (2001-12-12). Retrieved on 2010-10-26.
  2. ^ TopGaN technology of blue/violet laser diodes
  3. ^ [1] A little Polish company you've never heard of is beating the tech titans in a key technology of the 21st century
  4. ^ Home Site – Ammono – semiconductor manufacturing. Ammono.com. Retrieved on 2010-10-26.
  5. ^ Shuji Nakamura wins the 2006 Millennium Technology Prize. Gizmag.com (2006-05-17). Retrieved on 2010-10-26.
  6. ^ Arpad A. Bergh, Blue laser diode (LD) and light emitting diode (LED)applications, phys. stat. sol. (a) 201, No. 12, 2740–2754 (2004)
  7. ^ Example of a true GaN diode laser pointer.
  8. ^ Nichia, Osram OS, Rohm
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=ليزر_أزرق&oldid=12142928»