由2014年諾貝爾物理學獎獲得者、日本名古屋大學材料與(yu) 係統可持續發展研究所的天野弘領導的一個(ge) 研究小組,與(yu) 旭化成株式會(hui) 社合作,成功地對深紫外激光二極管(波長低至UV-C區)進行了世界上第一個(ge) 室溫連續波激光發射。研究結果近日發表在《應用物理快報》上,代表這項技術朝著廣泛應用邁出了一步。
從(cong) 2017年開始,天野弘研究小組與(yu) 提供2英寸氮化鋁基板的旭化成公司合作,開始開發深紫外激光二極管。起初,向該裝置注入足夠的電流太困難,阻礙了紫外可見(UV-C)激光二極管的進一步發展。
2019年,天野弘的研究小組使用偏振誘導摻雜技術解決(jue) 了上述問題,首次製造了一種短波長的UV-C半導體(ti) 激光器,它可以在短脈衝(chong) 電流下工作。這些電流脈衝(chong) 所需的輸入功率為(wei) 5.2W,這對於(yu) 連續波激光來說太高了,因為(wei) 功率會(hui) 導致二極管迅速升溫並使激光停止。
研究人員此次重塑了設備本身的結構,將激光器在室溫下運行所需的驅動功率降低至僅(jin) 1.1W。研究人員發現,強晶體(ti) 應變會(hui) 阻礙有效電流路徑。通過巧妙地剪裁激光條紋的側(ce) 壁,他們(men) 克服了缺陷,實現了流向激光二極管有源區的高效電流,並降低了工作功率。
這項研究是半導體(ti) 激光器在所有波長範圍內(nei) 實際應用和發展的一個(ge) 裏程碑。未來,UV-C激光二極管可應用於(yu) 醫療保健、病毒檢測、顆粒物測量、氣體(ti) 分析和高清晰度激光處理,尤其有利於(yu) 需要消毒手術室和自來水的外科醫生和護士們(men) 。
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