Wissenschaftler haben den ersten Dauerstrichlaser bei Raumtemperatur aus einer tiefultravioletten Laserdiode hergestellt.
Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Hiroshi Amano, Nobelpreisträger von 2014, am Institut für Materialien und Systeme für Nachhaltigkeit (IMaSS) der Universität Nagoya in Zentraljapan hat in Zusammenarbeit mit Asahi Kasei, Inc. erfolgreich die weltweit erste kontinuierliche Laseremission durchgeführt eine tief-ultraviolette Laserdiode (Wellenlänge im UV-C-Bereich) bei Raumtemperatur. Die Ergebnisse, die in den Applied Physics Letters veröffentlicht wurden, stellen einen Schritt nach vorn in der praktischen Umsetzung einer Technologie mit Potenzial für ein breites Anwendungsspektrum dar, einschließlich Sterilisation und Medizin.
Nach jahrzehntelanger Forschung und Entwicklung seit ihrer Einführung in den 1960er Jahren wurden Laserdioden (LDs) schließlich erfolgreich kommerzialisiert. Beispiele dieser Technologie umfassen optische Kommunikationsgeräte, die Infrarot-LDs verwenden, und blau-violette optische Platten, die blau-violette LDs verwenden. Trotz langer und unermüdlicher Bemühungen von Forschungsgruppen auf der ganzen Welt ist es jedoch niemandem gelungen, tief-ultraviolette LDs zu entwickeln. Jetzt haben Forscher der Nagoya University und Asahi Kasei die Struktur des Geräts selbst modifiziert, um die für den Betrieb des Lasers bei Raumtemperatur erforderliche Antriebsleistung um nur 1,1 W zu reduzieren. Bei früheren Geräten neigte der Laserstreifen dazu, Kristalldefekte zu verursachen , wodurch verhindert wird, dass ein effizienter Strompfad erzeugt wird und der Laser mit hoher Leistung arbeitet. In dieser Studie fanden die Forscher heraus, dass eine starke Kristallspannung diese Defekte verursachte. Durch geschicktes Beschneiden der Seitenwände des Laserstreifens unterdrückten sie die Defekte und erreichten einen effektiven Stromfluss zum aktiven Bereich der Laserdiode, wodurch die Betriebsleistung reduziert wurde.
Die Forschung ist ein Meilenstein für die praktische Anwendung und Entwicklung von Halbleiterlasern in allen Wellenlängenbereichen. In Zukunft könnten UV-C-Laser im Gesundheitswesen, bei der Virenerkennung, Partikelmessung, Gasanalyse und hochauflösenden Laserbearbeitung eingesetzt werden, mit möglicherweise bahnbrechenden Anwendungen in der Sterilisationstechnologie.
