Forskare från Graduate School of Engineering och Center for Quantum Information and Quantum Biology vid Osaka University avslöjade en ny solid state-enhet andra harmoniska generationen (SHG) som omvandlar infraröd strålning till blått ljus. Detta arbete kan leda till en praktisk daglig användning av djup ultraviolett ljuskälla för sterilisering och desinfektion.
Nyligen har djupa ultravioletta (DUV) ljuskällor väckt stor uppmärksamhet vid sterilisering och desinfektion. För att förverkliga en bakteriedödande effekt samtidigt som användarsäkerheten säkerställs är ett våglängdsområde 220-230 nm önskvärt. Men DUV-ljuskällor i detta våglängdsområde som är både hållbara och mycket effektiva har ännu inte utvecklats. Även om våglängdsomvandlingsanordningar är lovande kandidater kan konventionella ferroelektriska våglängdsomvandlingsmaterial inte appliceras på DUV-anordningar på grund av absorptionskanten.
Eftersom nitridhalvledare såsom galliumnitrid och aluminiumnitrid har relativt hög optisk ickelinjäritet kan de appliceras på våglängdsomvandlingsanordningar. På grund av sin transparens till 210 nm är aluminiumnitrid särskilt lämplig för DUV-våglängdskonverteringsanordningar. Att realisera strukturer med periodiskt inverterad polaritet som konventionella ferroelektriska våglängdskonverteringsanordningar har dock visat sig vara ganska svårt.
Forskarna föreslog en ny monolitisk omvandlingsanordning för mikrokavitetsvåglängd utan en polaritetsinverterad struktur. En grundvåg förbättras avsevärt i mikrokaviteten med två distribuerade Bragg-reflektorer (DBR), och motpropagerande andra harmoniska vågor emitteras effektivt i fas från ena sidan. Som det första steget mot en praktisk DUV-ljuskälla tillverkades en mikrokavitetsanordning för galliumnitrid med mikrofabriceringsteknik, inklusive torr etsning och anisotrop våtetsning för vertikala och släta DBR-sidoväggar. Genom att erhålla en blå SH-våg visades effektiviteten av det föreslagna konceptet framgångsrikt.
& quot; Vår enhet kan anpassas för att använda ett bredare utbud av material. De kan appliceras på djup ultraviolett ljusemission eller till och med generering av bredbandsfotonpar," säger seniorförfattaren Masahiro Uemukai. Forskarna hoppas att eftersom detta tillvägagångssätt inte är beroende av material eller periodiskt inverterade strukturer, kommer det att göra framtida icke-linjära optiska enheter lättare att konstruera.
Berättelsekälla:
Materialtillhandahålls avOsaka universitetObs! Innehållet kan redigeras för stil och längd.
