محققان دانشکده تحصیلات تکمیلی مهندسی و مرکز اطلاعات کوانتومی و زیست شناسی کوانتومی دانشگاه اوساکا از دستگاه جدید تولید هارمونیک دوم حالت جامد (SHG) رونمایی کردند که تابش مادون قرمز را به نور آبی تبدیل می کند. این اثر ممکن است منجر به استفاده عملی روزانه از منبع نور عمیق فرابنفش برای عقیم سازی و ضدفونی شود.
اخیراً منابع نور ماورای بنفش عمیق (DUV) توجه زیادی را در عقیم سازی و ضددزدی به خود جلب کرده اند. به منظور تحقق یک اثر باکتریسیدال در حالی که اطمینان از ایمنی کاربر، محدوده طول موج 220-230 nm مطلوب است. اما منابع نور DUV در این محدوده طول موج که هم با دوام هستند و هم بسیار کارآمد هنوز توسعه نداده اند. اگرچه دستگاه های تبدیل طول موج کاندیداهای امیدوارکننده ای هستند، اما مواد تبدیل طول موج فروالکتریک معمولی به دلیل لبه جذب نمی توانند به دستگاه های DUV اعمال شوند.
از آنجا که نیمه هادی های نیترید مانند گالیم نیترید و نیترید آلومینیومی غیر خطی بودن نوری نسبتاً بالایی دارند، می توان آن ها را به دستگاه های تبدیل طول موج اعمال کرد. با توجه به شفافیت آن به 210 nm، نیترید آلومینیوم به خصوص مناسب برای دستگاه های تبدیل طول موج DUV است. با این حال، ساختارهای تحقق با قطبیت وارونه دوره ای مانند دستگاه های تبدیل طول موج فروالکتریک معمولی کاملا دشوار ثابت کرده است.
محققان یک دستگاه تبدیل طول موج یکپارچه یکپارچه جدید را بدون ساختار وارونه قطبی پیشنهاد کردند. یک موج بنیادی به طور قابل توجهی در ریزکاش با دو بازتابنده توزیع شده براگ (DBR) افزایش می یابد، و امواج هارمونیک دوم ضد انتشار به طور کارآمد در فاز از یک طرف ساطع می شوند. به عنوان اولین گام به سمت یک منبع نور DUV عملی، یک دستگاه ریزکاش گالیوم نیترید از طریق فناوری میکروفابریشن ساخته شد، از جمله حک شدن خشک و حک کردن مرطوب همسانگرد برای دیوارهای جانبی DBR عمودی و صاف. با به دست آوردن یک موج SH آبی، اثربخشی مفهوم پیشنهادی با موفقیت نشان داده شد.
"دستگاه ما را می توان سازگار به استفاده از طیف گسترده تری از مواد. آنها را می توان به انتشار نور ماورای بنفش عمیق و یا حتی پهن باند تولید جفت جفت فتون اعمال می شود،" نویسنده ارشد Masahiro Uemukai می گوید. محققان امیدوارند به دلیل اینکه این رویکرد به مواد یا ساختارهای وارونه دوره ای تکیه نمی کند، ساخت دستگاه های نوری غیر خطی آینده را آسان تر خواهد کرد.
منبع داستان:
موادارائه شده توسطدانشگاه اوساکا. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.
