查尔莫斯理工大学 光泵紫外垂直腔面发射激光器的艺术插图
信用:将军纳米艺术 查尔莫斯理工大学的研究人员与柏林技术大学的合作者展示了有史以来报道的垂直腔面发射激光器的最短波长
这可以为将来在例如消毒和医疗方面的应用铺平道路
该研究结果最近发表在科学杂志《美国化学学会光子学》上
“尽管仍有许多工作要做，特别是在实现电驱动器件方面，但这一演示为实现涵盖大部分紫外光谱范围的实用垂直腔面发射激光器提供了一个重要的构建模块，”菲利普Hjort博士说
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MC2光子实验室的学生，也是这篇文章的第一作者
垂直腔面发射激光器(VCSEL)是一种紧凑型半导体激光器，已广泛应用于智能手机的面部识别和数据中心的光通信等领域
到目前为止，这些激光器只能在市场上买到红色和红外波长的激光，但其他可以应用于汽车自适应前照灯或投影显示器的可见光发射垂直腔面发射激光器将很快商业化
“如果波长范围能进一步扩大到紫外线，垂直腔面发射激光器就能找到更广泛的用途
菲利普Hjort说:“紫外光可用于消毒、材料固化、荧光激发和医疗，而发射紫外光的垂直腔面发射激光器可用于小型水、空气和表面消毒系统以及皮肤病的治疗。”
为了实现大多数这些应用所需的紫外B (280-320纳米)和紫外C (200-280纳米)中的紫外发射波长，激光介质必须由AlGaN制成
MC2光子学实验室的萨·哈格伦德教授的研究小组先前已经和他们在柏林工业大学的合作者一起展示了一种电化学蚀刻方法，该方法可以选择性地蚀刻特定的AlGaN层
在他们目前的工作中，这两个研究小组使用这种方法创造了世界上第一个光泵紫外发射垂直腔面发射激光器
“通过使用电化学蚀刻技术去除基底并制造出光滑的AlGaN薄膜，我们解决了紫外垂直腔面发射激光器的一个长期问题
垂直腔面发射激光器需要两个反射率超过99%的反射镜，这两个反射镜可以用外延生长或介电材料制成
然而，在紫外波段或紫外波段的高反射率还没有通过外延生长来实现，而用于在蓝光VCSELs中沉积第二介质镜的典型衬底去除方法不适用于AlGaN，”Hjort解释道
“通过使用电化学蚀刻，我们能够制造出能够夹在两个高反射电介质镜之间的铝镓氮薄膜
通过这种方式，我们形成了一个垂直腔，在光泵的作用下产生激光
" 新的演示是有史以来报道的最短波长的垂直腔面发射激光器，电化学蚀刻技术也可以扩展到紫外线波长，这是杀菌应用所需要的，例如，对抗未来的流行病和提供清洁的饮用水
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