Une diode laser bleue est un type de laser à semi-conducteur qui produit un faisceau concentré de photons avec des longueurs d’onde d’environ 400 à 500 nanomètres – la zone du spectre électromagnétique visible perçue comme bleue ou violette par l’œil humain. Les diodes laser bleues sont plus difficiles à fabriquer que de nombreux autres types de laser, en particulier à des niveaux de puissance plus élevés, mais la courte longueur d’onde de la lumière bleue permet une plus grande précision. Les diodes laser bleues sont utilisées aujourd’hui pour des applications telles que les pointeurs laser et les projecteurs vidéo, ainsi que dans les appareils utilisant des disques optiques haute définition, principalement le format Blu-ray.
Comme toutes les diodes laser, la lumière d’une diode laser bleue est produite en pompant de l’énergie dans un semi-conducteur. Dans les diodes laser, cela se fait avec du courant électrique, ce qui les distingue des lasers à semi-conducteurs à pompage optique qui utilisent la lumière. Cela provoque une brève augmentation du niveau d’énergie des électrons dans le matériau semi-conducteur. Lorsque les électrons reviennent à leur niveau d’énergie d’origine, l’énergie perdue est libérée sous forme de photons, produisant de la lumière. La lumière est ensuite collimatée par la lentille du laser, focalisant les photons produits dans une seule direction pour produire un faisceau de lumière concentré.
La couleur de la lumière du laser dépend de la longueur d’onde des photons, qui dépend des propriétés des atomes ou molécules composant le milieu de gain. Le matériau de milieu de gain le plus courant pour une diode laser bleue est le nitrure de gallium (GaN), un semi-conducteur cristallin. Le nitrure d’indium (InN) est également utilisé, tout comme le nitrure d’indium et de gallium, un alliage des deux.
La diode laser bleue est à la base de plusieurs formats de stockage de données optiques, tels que Blu-ray, China Blue High-Definition et HD DVD. Tous les disques optiques, tels que les CD et les DVD, stockent des informations dans un motif d’indentations microscopiques qui sont lues par un laser lorsque le disque tourne à l’intérieur du lecteur de disque. Les CD et les DVD utilisent des lasers qui produisent une lumière rouge, qui a une longueur d’onde plus longue que la lumière bleue et nécessite par conséquent des indentations plus larges dans le disque afin de le lire correctement. La longueur d’onde plus courte de la lumière bleue permet à un laser bleu de lire avec précision des caractéristiques plus petites sur un disque, ce qui signifie plus d’indentations et donc plus de données peuvent être incluses sur un disque de même taille. Cela permet à un disque conçu pour être lu par une diode laser bleue de contenir environ 25 gigaoctets de données dans une seule couche de disque, soit plus de cinq fois la capacité d’un DVD.
La diode laser bleue est une innovation relativement récente et n’est entrée dans l’utilisation commerciale qu’en 2001. Cela était dû à la difficulté de produire un milieu de gain approprié et aux progrès de la science des matériaux nécessaires avant que la technologie ne devienne viable. C’était principalement le produit de recherches menées en Pologne et au Japon, principalement par le Dr Shuji Nakamura, un ingénieur et chercheur japonais, et le Dr Sylwester Porowski de l’Académie polonaise des sciences.