Lenktynes dėl to, kas pirmasis pagamins puslaidininkinį lazerį, šviečiantį mėlynai, prieš kelis metus laimėjo japonai. Bet viskas liudija, kad dabar vienoje Lenkijos laboratorijoje sukurtasis lazeris bus daug geresnis.

   Lenkijos Mokslų akademijos instituto UNIPRESS direktorius profesorius Sylwesteris Porovskis sako: "Mėlynąjį lazerį bandėme kurti kelis paskutinius metus. Kadangi naudojome labai skirtingus, nei konkurentai, metodus, viskas gavosi gana nesunkiai ir neblogai."

   Apie tai, ką pavyko padaryti Porovskio grupei, seniai svajojo bent kelios rimtos mokslinės Japonijos ir JAV grupės. Mėlynąjį lazerį bando kurti visi didieji: Matsushita, Sharp, Toyota, Mitsubishi, Sony, Toshiba, Philips, Siemens, Hewlett-Packard, Xerox, Polaroid ir dar daug kitų.

   Kuo toks ypatingas yra mėlynai šviečiantis lazeris? Tokie lazeriai gali būti labai svarbūs moksle, pramonėje, pramogose ir net gynyboje. Mėlynos šviesos bangos yra trumpesnės už dabar CD grotuvuose naudojamų lazerių raudonas bangas. Pakeitus juos būtų galima kiekvienoje kompaktinėje plokštelėje įrašyti keturiskart daugiau informacijos.

   Jau egzistuoja raudoni ir žali lazeriai. Prie šių spalvų pridėjus mėlyną, gausis trio, kurį maišant galima gauti bet kokią spalvą. Labiau paplitus mėlyniesiems lazeriams galima tikėtis naujoviškų televizorių, nešiojamų kompiuterių ekranų, vaizdo projektorių ir t.t.

   Apie mėlynąją spalvą svajoja ir kariškiai. Ji yra silpnai sugeriama vandenyje, todėl gali praversti ryšiui su povandeniniais laivais ar raketų valdymui. Visa tai reiškia, kad mėlynųjų lazerių gamintojai gali uždirbti milžiniškus pinigus.

   Visa tai suprato ir Lenkijos vyriausybė. Dar kai jai vadovavo Leszekas Balcierowiczius, buvo įkurta speciali valstybinė programa "Mėlynosios optoelektronikos vystymas."

   Naująjį pasiekimą nuo kitų mokslinių darbų skiria dar ir tai, kad jį, ko gero, greitai pavyks įdiegti praktikoje. Prof. Porovskis tvirtina, kad lazeriai bus pradėti pardavinėti jau kitamet.

Safyro trūkumai

   Du svarbiausieji UNIPRESS konkurentai - japonų firma Nichia ir amerikiečių Cree - yra susiję su vieno žmogaus - Shuji Nakamura - vardu. Tas uždaro būdo ir labai talentingas japonų fizikas, prieš kelis metus, dirbdamas Nichia, sugalvojo, kaip reikia pagaminti mėlynąjį lazerį. Jis žinojo, kad geriausia medžiaga, spinduliuosianti mėlyną šviesą, yra puslaidininkis galio nitridas (GaN). Nakamura taip pat žinojo, kad GaN sluoksnius reikia auginti ant padėklų, turinčių panašią kristalinę struktūrą. Artimiausia, šiuo požiūriu, medžiaga padėklams buvo safyras.

   Bet safyro struktūra nėra visai tapati GaN. Safyro kristale atstumas tarp atomų yra 13 proc. didesnis nei galio nitride. Taigi, kai Nakamura augino ant safyro GaN sluoksnius, idealūs kristalai nesigaudavo. O lazeriui reikia kuo mažiau trūkumų - defektų turinčių kristalų. Didžiausias Nakamuros nuopelnas buvo tas, kad 1995 m. jam vis tik pavyko pagaminti šviečiantį lazerį.

   Pradžioje Nakamuros lazeriai šviesdavo tik trumpais impulsais, o po to perdegdavo, tačiau po to sekę prietaisai buvo kur kas geresni. Dabartiniu metu Nichia pardavinėja tokius lazerius po kelis tūkstančius dolerių už vienetą. Kol kas nei jų kaina, nei kokybė dar neleidžia mėlynųjų lazerių pradėti plačiau diegti.

   Greit po to horizonte pasirodė minėtoji JAV firma Cree, kuri… nusipirko Nakamurą. Bylinėjimasis teisme dėl to, ar Nakamuros sukurtas lazeris yra Nichia nuosavybė, ar ne, tęsiasi jau keli metai.

Sumuštinis iš 50 sluoksnių

   O jeigu pavyktų eliminuoti safyrą ir pakeisti jį labiau panašia į galio nitridą medžiaga, geriausiai pačiu galio nitridu? - prieš kelis metus pagalvojo lenkų mokslininkai. Tačiau tuomet GaN kristalų niekas dar nemokėjo auginti, gaudavosi vien smulkūs šios medžiagos milteliai.

   Po kelių mėnesių išmokta gaminti mažyčius - smiltelės dydžio- kristalus. Bet apie centimetro skersmens kristalai gavosi tik praėjus keliems metams. Tokių kristalų niekas, be lenkų, nemokėjo gaminti.

   "Vieną kristalą davėme Nakamurai. Kuomet ant šio padėklo jis užaugino lazerį, tas iškart pradėjo šviesti. Taip mes įsitikinome, kad mūsų idėja yra teisinga, ir darbo ėmėmės dar intensyviau," sako prof. Porovskis.

   Liko išmokti ant tų brangių padėklų užauginti reikalingą daugelio sluoksnių darinį. Tokių sluoksnių turėjo būti net 50; juos kaitaliojant galima keisti spinduliuojamos šviesos spalvą nuo geltonos iki ultravioletinės. Nemažiau svarbu buvo abiejuose lazerio galuose sukurti po mikroskopišką veidrodį. Galiausiai visa tai pavyko. Praeitą savaitę lenkų "silicio slėnyje" lazeris sušvito 425 nm ilgio banga.

   Ar tai reiškia, kad jau po metų pasaulis bus užverstas lenkiškais mėlynaisiais lazeriais? "Pažiūrėsime. Pradėsime nuo specializuotų prietaisų su pasirinktais parametrais. Nėra ko slėpti, naudodami savo technologiją galime pagaminti tikrai pačius geriausius lazerius," reziumuoja Porovskis.