Исследователи из Высшей школы инженерии и Центра квантовой информации и квантовой биологии Университета Осаки представили новое твердотельное устройство генерации второй гармоники (ГВГ), которое преобразует инфракрасное излучение в синий свет. Эта работа может привести к практическому ежедневному использованию источника глубокого ультрафиолетового света для стерилизации и дезинфекции.
В последнее время источники света глубокого ультрафиолета (DUV) привлекают большое внимание при стерилизации и дезинфекции. Для реализации бактерицидного эффекта при обеспечении безопасности пользователя желателен диапазон длин волн 220-230 нм. Но источники света DUV в этом диапазоне длин волн, которые являются одновременно прочными и высокоэффективными, еще не разработаны. Хотя устройства преобразования длины волны являются многообещающими кандидатами, обычные сегнетоэлектрические материалы для преобразования длины волны не могут быть применены к устройствам DUV из-за края поглощения.
Поскольку нитридные полупроводники, такие как нитрид галлия и нитрид алюминия, обладают относительно высокой оптической нелинейностью, их можно применять в устройствах преобразования длины волны. Благодаря прозрачности до 210 нм, нитрид алюминия особенно подходит для устройств преобразования длины волны DUV. Однако создание структур с периодически инвертированной полярностью, таких как обычные сегнетоэлектрические устройства преобразования длины волны, оказалось довольно трудным.
Исследователи предложили новое монолитное устройство преобразования длины волны в микрополости без структуры с инвертированной полярностью. Основная волна значительно усиливается в микрополости с двумя распределенными брэгговскими отражателями (DBR), и встречные волны второй гармоники эффективно излучаются синфазно с одной стороны. В качестве первого шага на пути к практическому источнику света DUV, устройство с микрополостью из нитрида галлия было изготовлено с помощью технологии микротравления, включая сухое травление и анизотропное влажное травление для вертикальных и гладких боковых стенок DBR. Получив синюю волну SH, эффективность предложенной концепции была успешно продемонстрирована.
& quot; Наше устройство может быть адаптировано для использования более широкого диапазона материалов. Они могут применяться для излучения глубокого ультрафиолетового света или даже для генерации широкополосных фотонных пар," - говорит старший автор Масахиро Уэмукаи. Исследователи надеются, что, поскольку этот подход не основан на материалах или периодически инвертированных структурах, он упростит создание будущих нелинейно-оптических устройств.
Источник истории:
МатериалыпредоставленныйОсакский университетПримечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
