圖1.(a)具有周期性開槽結構的可調諧單模激光器示意圖;(b) 開槽通道的橫截面側視圖。

近日，在一項新的研究中，日本大阪大學的研究人員研制出了世界上首個緊湊型、可調波長的藍光半導體激光器，這一突破性進展為遠紫外光技術鋪平了道路，并為病毒滅活和細菌消毒等領域的應用帶來了巨大潛力。該研究成果已發表在《應用物理學快報》(Applied Physics Express)期刊上。

日本大阪大學的研究團隊此前已經證明了使用鋁氮化物制成的橫向準相位匹配裝置以及包含SrB4O7非線性光學晶體的垂直微腔波長轉換裝置，可以在230 nm以下波長產生遠紫外二次諧波(SHG)。

通常，這些先進的裝置需要大型、昂貴的超短脈沖激光作為激發源。然而，實現實用的遠紫外光源需要一個波長約為460 nm的藍光半導體激光器。

藍色氮化物半導體激光器最初是為藍光技術設計的，現已擴展到銅和金等金屬材料的加工，有望在下一代激光顯示技術中得到應用。然而，這些藍光激光器的的振蕩波長通常是多重的。

高效波長轉換器件具有非常窄的波長接收帶寬，使單波長激光器成為理想的激發源。此外，精確的波長控制和可調性也是必不可少的。盡管已經報道了幾種具有粗周期性結構的單波長藍光激光器，但沒有一種能實現可調諧波長控制。

圖2.制造過程。(a) p電極和蝕刻掩模的形成。(b) 有源通道和開槽通道的形成。(c) 開槽通道的 SEM 圖像。(d) 絕緣層的沉積和光刻膠開孔。(e) 絕緣體層開口。(f) 金屬化和刻面涂層。

該研究團隊的首席作者Kusui Taisei解釋道：“我們的可調諧波長氮化物半導體激光器在405 nm波段振蕩，但其結構也可以輕松調整至460 nm，結合我們新的波長轉換裝置，這款激光器能夠創造出一個緊湊、實用的遠紫外光源，適合在室內環境中持續使用，有效地進行滅菌和消毒。”

憑借其緊湊的設計和更長的使用壽命，這項技術可無縫集成到冰箱、空調等家用電器中，為家庭環境提供更加健康和安全的生活條件，并為公共衛生帶來廣泛的益處。

審核編輯 黃宇