大阪大學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出全球首個(gè)可調(diào)波長的藍(lán)色半導(dǎo)體激光器

在一項(xiàng)新的研究中，大阪大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了世界上首個(gè)緊湊型、可調(diào)波長的藍(lán)色半導(dǎo)體激光器，這一突破性進(jìn)展為遠(yuǎn)紫外光技術(shù)鋪平了道路，并為滅菌和消毒等領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了巨大潛力。

這一創(chuàng)新激光器采用了一種特殊設(shè)計(jì)的周期性開槽結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由氮化物半導(dǎo)體制成，使得可以實(shí)現(xiàn)波長可調(diào)的藍(lán)色激光，這對于多種消毒技術(shù)既實(shí)用又靈活。該研究成果已發(fā)表在《應(yīng)用物理學(xué)快報(bào)》期刊上。

研究團(tuán)隊(duì)此前已經(jīng)通過使用鋁氮化物制成的橫向準(zhǔn)相位匹配裝置以及包含SrB4O7非線性光學(xué)晶體的垂直微腔波長轉(zhuǎn)換裝置，展示了在230納米以下波長的二次諧波生成。

通常，這些先進(jìn)的裝置需要大型、昂貴的超短脈沖激光作為激發(fā)源。然而，實(shí)現(xiàn)實(shí)用的遠(yuǎn)紫外光源需要一個(gè)波長約為460納米的藍(lán)色半導(dǎo)體激光器。

最初為藍(lán)光技術(shù)設(shè)計(jì)的藍(lán)色氮化物半導(dǎo)體激光器，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于銅和黃金等金屬材料的加工，預(yù)計(jì)還將在下一代激光顯示技術(shù)中得到應(yīng)用。然而，這些藍(lán)色激光器的振蕩波長通常是多重的。

高效的波長轉(zhuǎn)換裝置具有非常窄的波長接收帶寬，因此單一波長的激光器是理想的激發(fā)源。而且，精確的波長控制和可調(diào)性是必不可少的。盡管已有報(bào)告指出，幾種具有粗周期結(jié)構(gòu)的單波長藍(lán)色激光器，但沒有一種能夠?qū)崿F(xiàn)波長可調(diào)控制。

“我們的可調(diào)波長氮化物半導(dǎo)體激光器在405納米波段振蕩，但其結(jié)構(gòu)也可以輕松調(diào)整至460納米波段，”首席作者Kusui Taisei解釋道。“結(jié)合我們新的波長轉(zhuǎn)換裝置，這款激光器能夠創(chuàng)造出一個(gè)緊湊、實(shí)用的遠(yuǎn)紫外光源，適合在室內(nèi)環(huán)境中持續(xù)使用，有效地進(jìn)行滅菌和消毒。”

憑借其緊湊的設(shè)計(jì)和更長的使用壽命，這項(xiàng)技術(shù)可無縫集成到冰箱、空調(diào)等家用電器中，為家庭環(huán)境提供更加健康和安全的生活條件，并為公共衛(wèi)生帶來廣泛的益處。