Pētnieki no Inženierzinātņu augstskolas un Osakas Universitātes Kvantu informācijas un kvantu bioloģijas centra atklāja jaunu cietvielu otrās harmonikas paaudzes (SHG) ierīci, kas pārvērš infrasarkano starojumu zilā gaismā. Šis darbs var novest pie praktiska ikdienas dziļā ultravioletās gaismas avota sterilizācijai un dezinfekcijai.
Pēdējā laikā sterilizācijā un dezinfekciācijā lielu uzmanību piesaistījuši dziļi ultravioletie (DUV) gaismas avoti. Lai realizētu baktericīdu efektu, vienlaikus nodrošinot lietotāju drošību, vēlams viļņu garumu diapazons 220-230 nm. Bet DUV gaismas avoti šajā viļņu garumu diapazonā, kas ir gan izturīgi, gan ļoti efektīvi, vēl nav izstrādāti. Lai gan viļņu garumu pārveidošanas ierīces ir daudzsološi kandidāti, parastos feroelektriskos viļņu garumu pārveidošanas materiālus nevar izmantot DUV ierīcēm absorbcijas malas dēļ.
Tā kā nitrīdu pusvadītāju, piemēram, gallija nitrīda un alumīnija nitrīda, ir salīdzinoši augsta optiskā nelinearitāte, tos var piemērot viļņu garumu pārveidošanas ierīcēm. Pateicoties caurspīdīgumam līdz 210 nm, alumīnija nitrīds ir īpaši piemērots DUV viļņu garuma pārveidošanas ierīcēm. Tomēr struktūru realizācija ar periodiski apgrieztu polaritāti, piemēram, parastajām feroelektriskajām viļņu garumu pārveidošanas ierīcēm, ir izrādījusies diezgan sarežģīta.
Pētnieki ierosināja jaunu monolītu mikrokavitātes viļņu garumu pārveidošanas ierīci bez polarizācijas apgrieztas struktūras. Mikrokavitātē ar diviem izkliedētiem Bragg atstarotājiem (DBR) ievērojami uzlabojas fundamentāls vilnis, un otrā harmoniskā viļņa pretizplatīšana tiek efektīvi izstarota fāzē no vienas puses. Kā pirmais solis ceļā uz praktisku DUV gaismas avotu tika izgatavots gallija nitrīda mikrocavitātes ierīce, izmantojot mikrofabricēšanas tehnoloģiju, tostarp sauso kodēšanu un anizotropo mitro kodēšanu vertikālām un gludām DBR sānu malām. Iegūstot zilu SH vilni, tika veiksmīgi pierādīta ierosinātās koncepcijas efektivitāte.
"Mūsu ierīci var pielāgot, lai izmantotu plašāku materiālu klāstu. Tos var piemērot dziļai ultravioletās gaismas emisijai vai pat platjoslas fotonu pāra ģenerēšanai," stāsta vecākais autors Masahiro Uemukai. Pētnieki cer, ka, tā kā šī pieeja nepaļaujas uz materiāliem vai periodiski apgrieztām konstrukcijām, tas padarīs nākotnes nelineārās optiskās ierīces vieglāk konstruējamas.
Stāsta avots:
MateriālinodrošinaOsakas Universitāte. Piezīme: saturu var rediģēt stilam un garumam.
