大阪大学团队创造出全球首个可调波长的蓝色半导体激光器

在一项新的研究中，大阪大学的研究人员创造了世界上首个紧凑型、可调波长的蓝色半导体激光器，这一突破性进展为远紫外光技术铺平了道路，并为灭菌和消毒等领域的应用带来了巨大潜力。

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这一创新激光器采用了一种特殊设计的周期性开槽结构，该结构由氮化物半导体制成，使得可以实现波长可调的蓝色激光，这对于多种消毒技术既实用又灵活。该研究成果已发表在《应用物理学快报》期刊上。

研究团队此前已经通过使用铝氮化物制成的横向准相位匹配装置以及包含SrB4O7非线性光学晶体的垂直微腔波长转换装置，展示了在230纳米以下波长的二次谐波生成。

通常，这些先进的装置需要大型、昂贵的超短脉冲激光作为激发源。然而，实现实用的远紫外光源需要一个波长约为460纳米的蓝色半导体激光器。

最初为蓝光技术设计的蓝色氮化物半导体激光器，现已广泛应用于铜和黄金等金属材料的加工，预计还将在下一代激光显示技术中得到应用。然而，这些蓝色激光器的振荡波长通常是多重的。

高效的波长转换装置具有非常窄的波长接收带宽，因此单一波长的激光器是理想的激发源。而且，精确的波长控制和可调性是必不可少的。尽管已有报告指出，几种具有粗周期结构的单波长蓝色激光器，但没有一种能够实现波长可调控制。

“我们的可调波长氮化物半导体激光器在405纳米波段振荡，但其结构也可以轻松调整至460纳米波段，”首席作者Kusui Taisei解释道。“结合我们新的波长转换装置，这款激光器能够创造出一个紧凑、实用的远紫外光源，适合在室内环境中持续使用，有效地进行灭菌和消毒。”

凭借其紧凑的设计和更长的使用寿命，这项技术可无缝集成到冰箱、空调等家用电器中，为家庭环境提供更加健康和安全的生活条件，并为公共卫生带来广泛的益处。