由2014年諾貝爾物理學獎獲得者、日本名古屋大學材料與系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展研究所的天野弘領導的一個研究小組，與旭化成株式會社合作，成功地對深紫外激光二極管(波長低至UV-C區(qū))進行了世界上第一個室溫連續(xù)波激光發(fā)射。研究結果近日發(fā)表在《應用物理快報》上，代表這項技術朝著廣泛應用邁出了一步。

從2017年開始，天野弘研究小組與提供2英寸氮化鋁基板的旭化成公司合作，開始開發(fā)深紫外激光二極管。起初，向該裝置注入足夠的電流太困難，阻礙了紫外可見(UV-C)激光二極管的進一步發(fā)展。

2019年，天野弘的研究小組使用偏振誘導摻雜技術解決了上述問題，首次制造了一種短波長的UV-C半導體激光器，它可以在短脈沖電流下工作。這些電流脈沖所需的輸入功率為5.2W，這對于連續(xù)波激光來說太高了，因為功率會導致二極管迅速升溫并使激光停止。

研究人員此次重塑了設備本身的結構，將激光器在室溫下運行所需的驅動功率降低至僅1.1W。研究人員發(fā)現，強晶體應變會阻礙有效電流路徑。通過巧妙地剪裁激光條紋的側壁，他們克服了缺陷，實現了流向激光二極管有源區(qū)的高效電流，并降低了工作功率。

這項研究是半導體激光器在所有波長范圍內實際應用和發(fā)展的一個里程碑。未來，UV-C激光二極管可應用于醫(yī)療保健、病毒檢測、顆粒物測量、氣體分析和高清晰度激光處理，尤其有利于需要消毒手術室和自來水的外科醫(yī)生和護士們。