研究人员展示了现有的能够发射最短波长的紧凑型激光器

垂直腔表面发射激光器（VCSEL）是一种快速，高功率的紧凑型半导体激光器，其激光垂直于顶表面发射。 VCSEL在数据通信，传感和照明领域（例如智能手机中的面部识别和数据传输中的光通信模块）中发挥着巨大作用。
到目前为止，这种激光器的大多数商业应用都集中在可见和红外波段。如果可以将波长范围进一步推向紫外线（UV），那么VCSEL的使用将不可避免地变得更加广泛。
我们知道紫外线可用于消毒，材料固化，荧光激发和医疗。随着VCSEL技术的成熟，将来，更紧凑的紫外线VCSEL无疑将成为太空表面消毒和灭菌系统以及皮肤病治疗系统的最佳解决方案。
但是，由于GaN（360nm）的能隙限制，目前报道的紫外线VCSEL都集中在UVA（320-400nm）的范围内。为了实现大多数应用场景所需的UVB（280-320nm）和UVC（200-280nm）中波紫外线发射，激光介质必须由AlGaN制成，这是这项工作的主要挑战。
最近，来自瑞典查尔默斯科技大学的研究人员和来自德国柏林技术大学的合作者展示了现有的VCSEL，它可以发射最短的波长。 Filip Hjort博士（第一篇文章）说：“尽管还有很多工作要做，尤其是在如何实现电动泵驱动方面，但这一结果为实际覆盖VCSEL的大部分紫外光谱范围提供了重要依据。
。该结果最近在ACSPhotonics上以“ A310nmOpticalPumpedAlGaNVertical-CavitySurfaceEmittingLaser”的标题发布。
如何将基于GaN的VCSEL中使用的电注入和镜像技术应用于基于AlGaN的VCSEL？研究人员创造性地展示了一种电化学蚀刻方法，可用于选择性蚀刻特定的AlGaN层。他们使用这项技术制造了世界上第一台室温下的光泵浦UVB波段（280-320nm）垂直腔表面发射激光器。
FilipHjort博士解释说：“通过电化学蚀刻去除衬底并形成光滑的AlGaN膜，我们解决了长期存在的问题，即如何在紫外波段获得VCSEL激光。一般而言，VCSEL激光器需要两个大于镜面反射率99％的反射率，这些镜面可以使用外延生长技术或介电材料制成。
但是在这项工作中，我们采用了一种新的电化学刻蚀方法，以克服使用传统的外延生长方法无法在UVB或UVB中获得的缺点。UVC波段中高反射率的困难使得可以制造可以夹在两个高纯度之间的AlGaN膜。
-反射率介电镜。这样的膜具有铝含量高，表面光滑和厚度控制精确的优点。
UVB带VCSEL电化学蚀刻方法的结构，表面形态和外延结构用于处理表面图像源：ACSPhotonics。值得一提的是，该技术可以轻松扩展到更短的紫外线波长范围，成为重要的跳板。
将来，将实现覆盖整个紫外线区域的VCSEL。该团队指出，如何结合隧道结电注入技术是未来应用的关键。
如果能够取得成功的突破，则有望为医疗应用和消毒系统提供一种具有优异光束特性的小型高能效紫外光源。原标题：世界上“最短波长”紧凑型激光诞生了！文章来源：[微信公众号：中国科学院半导体研究所]欢迎关注！请指出转载文章的来源。