Mimo iż lasery zostały wynalezione przed 50 laty i są obecnie powszechnie używane, nikomu nie udało się skonstruować lasera emitującego białe światło. Dopiero teraz naukowcy z Arizona State University dowiedli, że półprzewodnikowe lasery mogą emitować pełne spektrum światła, co jest warunkiem koniecznym do stworzenia białego lasera.

Laser RGB

Uczeni stworzyli nową nanowarstwę półprzewodnikową złożoną z trzech równoległych segmentów, z których każdy emitował jedną z podstawowych składowych światła widzialnego. Tak powstało urządzenie emitujące dowolne światło widzialne. Urządzenie pozwala na precyzyjne dobieranie właściwości światła niebieskiego, zielonego i czerwonego oraz uzyskiwanie dowolnego koloru pośredniego. Umożliwia też emisję światła białego.

Wynalazek opracowany przez grupę profesora Cun-Zheng Ninga może oznaczać, że lasery staną się alternatywnym wobec np. LED-ów, źródłem światła. Grupa Ninga już dowiodła, że ich laser pozwala na uzyskanie o 70% więcej kolorów niż współczesne standardy przemysłowe dotyczące wyświetlaczy i monitorów. Innym zastosowaniem laserów może być wykorzystanie ich jednocześnie w roli źródła światła w pomieszczeniu oraz kanału komunikacyjnego. Już obecnie rozwijana jest technologia Li-Fi, czyli technologia łączności bezprzewodowej wykorzystująca światło. Może być ona ponad 10-krotnie szybsza od Wi-Fi, a z kolei wykorzystanie w niej laserów zamiast LED-ów na bazie których jest obecnie rozwijana, może przyspieszyć ją o kolejne 10-100 razy.

Koncepcja białego lasera jest sprzeczna z intuicją, gdyż laser emituje wyłącznie jeden kolor, jedną długość spektrum elektromagnetycznego, a nie całą gamę fali o różnych długościach. Białe światło jest postrzegane jako kompletna mieszanina wszystkich długości fali spektrum widzialnego – mówi Ning.

Gdy w 2011 roku specjaliści z Sandia National Laboratories uzyskali białe światło za pomocą czterech różnych laserów i wykazali, że ludzkie oko dobrze odbiera takie światło, zachęciło to innych badaczy do pracy nad tym problemem. Te pionierskie badania były inspirujące, jednak wykorzystanie czterech laserów do oświetlania pomieszczeń czy obrazu na monitorach, jest niepraktyczne. Do tego celu potrzeba jednego półprzewodnikowego laserowego źródła światła – wyjaśnia profesor Ning.

Współczesne półprzewodniki, jak już wspomniano, emitują światło jednego koloru, a rodzaj emisji zależy od struktury atomowej i przerwy energetycznej materiału. Naszym celem było opracowanie pojedynczego półprzewodnika zdolnego do emisji światła laserowego w trzech podstawowych barwach. Całość musiała być na tyle mała, by ludzie odbierali to jako pojedynczą

 

Polecane: