1962 · Semiconductor Laser Diode · Werk 839 von 1.871
A research laboratory in Schenectady in the evening, a tall clear glass vacuum flask filled with liquid nitrogen with white vapour spilling over its rim, inside it on a copper rod a tiny brass mount holding a crystal chip one third of a millimetre across, brass supports and stand arms around the flask, beside it an oscilloscope with a single sharp green spike on its round screen, a hand in a rolled-up white shirt sleeve holding a short black infrared viewing tube aimed at the flask, subdued ceiling light, the vapour catching the light.
Wofür es benutzt wurde
Der Injektionslaser ist eine Halbleiterdiode aus Galliumarsenid, die kohärentes Licht abgibt, wenn Strom durch den pn-Übergang fließt. Robert Halls Gruppe im Forschungslabor von General Electric in Schenectady schliff an einem annähernd würfelförmigen Diodenkristall von 0,44 mm Kantenlänge zwei gegenüberliegende Flächen und erhielt so den optischen Resonator; der Bericht erschien am 1. November 1962 in den Physical Review Letters. Benutzbar war das Bauteil 1962 nur im Labor: alle vier Geräte liefen bei 77 K in flüssigem Stickstoff und im Impulsbetrieb, mit Pulsen von etwa 100 ns bei etwa 100 Hz.
Was daran neu war
Neu war nicht das Leuchten von GaAs-Dioden - starke Infrarotstrahlung war im Sommer 1962 auf Fachtagungen schon vorgetragen worden -, sondern der Resonator, der aus Lumineszenz Laserlicht machte. Vier Gruppen kamen binnen etwa fünf Wochen zum Ziel: General Electric Schenectady (Hall), IBM (Nathan), General Electric Syracuse (Holonyak, sichtbares Rot bei etwa 660 nm) und das Lincoln Laboratory des MIT (Quist, Rediker); drei Geräte strahlten bei etwa 840 nm. GE und IBM erschienen am 1. November 1962 gleichzeitig, doch das GE-Manuskript war 11 Tage früher eingegangen und zeigte einen vollständigen Laseraufbau mit polierten Endflächen, IBM dagegen eine Linienverengung an einer geätzten Diode; auch die Patentanmeldung reichte GE 11 Tage vor IBM ein. Bis zum Dauerstrich bei Raumtemperatur dauerte es bis 1970.
Was die Quellen offenlassen: Halls Kristallmaß und das Erscheinungsdatum von der American Physical Society; die Betriebsbedingungen 77 K, 100 ns, 100 Hz, die Wellenlängen und der Dauerstrich 1970 mit Schwelle 1600 A/cm² aus Marshall Nathans eigener Darstellung bei Optica. Beide nennen vier Labors, Nathan binnen fünf Wochen, der IEEE-Milestone-Vorschlag in "roughly one month". Die APS nennt Hall als Ersten, der IEEE-Vorschlag alle vier als unabhängige Erstdemonstrationen; den Patentvorsprung nennt nur ETHW.