Laserdiodit tehostuvat

Sähköisesti pumpatut laserit perustuvat diodiin ja niitä käytetään monissa kuluttajalaitteissa. Teollisuudessa on leikkaus- ja hitsauskäytössä jopa 10 kilowatin tehoisia diodilasereita.

Nyt kuitenkin Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) on tuottanut huipputeholtaan 3,2 megawattisen laserdiodien ryhmän. Se on keskeinen osa High-Repetition-Rate Advanced Petawatt Laser Systemiä (HAPLS), jota parhaillaan rakennetaan LLNL:ssä.

Valmistuessaan HAPLS-järjestelmä asennetaan Euroopan unionin Extreme Light Infrastructure (ELI) Beamlines -laitokseen, joka on rakenteilla Tšekissä ja käynnistyy vuonna 2017.

HAPLS:ssa, diodiryhmä tuottaa 10 kertaa sekunnissa 30 femtosekunnin laserpulsseja varsinaiselle päätevahvistimelle. Diodien ajoon LLNL:ssä kehitettiin pulssiteholähde, joka tuottaa 40 000 ampeerisia erittäin tarkasti muotoiltuja jännitepulsseja.

Puolijohteiden käyttö on jo varsin laajaa yhä tehokkaampien lasereiden parissa. Yhdysvaltain laivasto kertoo testanneensa laseraseitaan Persian operaation aikana. Kokeiltu tekniikka perustuu kiinteän kemikaalien (SSL) lasereihin, joiden valolähteenä käytetään valoa emittoivia diodeja.

Myös ledeistä suoraan johdettua tekniikkaa on onnistuttu sovittamaan laserkäyttöön. Yalen yliopistossa kehitetty puolijohdelaser parantaa merkittävästi kuvan laatua tulevaisuuden mikroskoopeissa, fotolitografiassa, holografiassa ja biolääketieteen kuvantamisessa.

Kun perinteisiä lasereita käytetään kuvan muodostuksessa se aiheuttaa kuvaan häiriötäpliä. Ne voidaan välttää käyttämällä lediä valonlähteenä mutta normaalisti ne eivät ole tarpeeksi kirkkaita nopeaan kuvantamiseen.

Uusi, sähköisesti pumpattu puolijohdelaser tarjoaa erilaisen lähestymistavan. Se tuottaa vahvan emission, mutta pienellä avaruudellisella koherenssilla.

Tutkijat ovat pitkään yrittäneet kehittää myös OLED-tekniikkaa kohti orgaanista laseria, mutta sen on estänyt orgaanisien aineiden taipumus toimia tehottomasti niin suurilla virtatiheyksillä kuin laseroinnissa olisi tarpeen.

Kaliforniassa ja Japanissa toiminut tutkijaryhmä osoittaa, että erittäin hienoista kuviorakenteista valmistetut orgaanisissa ledeissä ongelma vodaan ratkaista tuottamalla niin pieniä rakenneosia, että varaustiheys kasvaa riittävän suureksi.