Eine blaue Laserdiode ist eine Art Halbleiterlaser, der einen konzentrierten Strahl von Photonen mit Wellenlängen von etwa 400 bis 500 Nanometern erzeugt – dem Bereich des sichtbaren elektromagnetischen Spektrums, der vom menschlichen Auge als blau oder violett wahrgenommen wird. Blaue Laserdioden sind schwieriger herzustellen als viele andere Lasertypen, insbesondere bei höheren Leistungen, aber die kurze Wellenlänge des blauen Lichts ermöglicht eine höhere Präzision. Blaue Laserdioden werden heute für Anwendungen wie Laserpointer und Videoprojektoren sowie in Geräten verwendet, die hochauflösende optische Discs verwenden, insbesondere das Blu-ray-Format.
Wie bei allen Laserdioden wird das Licht einer blauen Laserdiode durch das Pumpen von Energie in einen Halbleiter erzeugt. Bei Laserdioden geschieht dies mit elektrischem Strom, was sie von optisch gepumpten Halbleiterlasern mit Licht unterscheidet. Dadurch steigt das Energieniveau der Elektronen im Halbleitermaterial kurzzeitig an. Wenn die Elektronen wieder auf ihr ursprüngliches Energieniveau zurückkehren, wird die verlorene Energie in Form von Photonen freigesetzt und erzeugt Licht. Das Licht wird dann von der Linse des Lasers kollimiert, wodurch die erzeugten Photonen in eine einzige Richtung fokussiert werden, um einen konzentrierten Lichtstrahl zu erzeugen.
Die Farbe des Laserlichts hängt von der Wellenlänge der Photonen ab, die von den Eigenschaften der Atome oder Moleküle des Verstärkungsmediums abhängt. Das gängigste Verstärkungsmedium für eine blaue Laserdiode ist Galliumnitrid (GaN), ein kristalliner Halbleiter. Indium-Nitrid (InN) wird ebenso verwendet wie Indium-Gallium-Nitrid, eine Legierung aus beiden.
Die blaue Laserdiode ist die Basis für mehrere optische Datenspeicherformate wie Blu-ray, China Blue High-Definition und HD DVD. Alle optischen Discs, wie CDs und DVDs, speichern Informationen in einem Muster mikroskopischer Vertiefungen, die von einem Laser gelesen werden, während sich die Disc im Disc-Player dreht. CDs und DVDs verwenden Laser, die rotes Licht erzeugen, das eine längere Wellenlänge als blaues Licht hat und daher breitere Vertiefungen in der Disc benötigt, um sie richtig zu lesen. Die kürzere Wellenlänge des blauen Lichts ermöglicht es einem blauen Laser, kleinere Merkmale auf einer Disc genau zu lesen, was bedeutet, dass mehr Vertiefungen und somit mehr Daten auf einer Disc der gleichen Größe enthalten sind. Auf diese Weise kann eine Disk, die von einer blauen Laserdiode gelesen werden kann, etwa 25 Gigabyte an Daten in eine einzelne Disk-Schicht passen, mehr als das Fünffache der Kapazität einer DVD.
Die blaue Laserdiode ist eine relativ neue Innovation und wurde erst 2001 kommerziell genutzt. Dies lag an der Schwierigkeit, ein geeignetes Verstärkungsmedium herzustellen, und an den Fortschritten in der Materialwissenschaft, die erforderlich waren, bevor die Technologie rentabel werden konnte. Es war in erster Linie das Ergebnis von Forschungen in Polen und Japan, vor allem von Dr. Shuji Nakamura, einem japanischen Ingenieur und Forscher, und Dr. Sylwester Porowski von der Polnischen Akademie der Wissenschaften.