Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, con colaboradores en Technische Universität Berlin, han demostrado la longitud de onda más corta jamás reportada de un láser emisor de superficie de cavidad vertical (VCSEL). Esto puede allanar el camino para un uso futuro en, por ejemplo, desinfección y tratamiento médico. Los resultados fueron publicados recientemente en la revista científica Fotónica ACS .

"Aunque todavía queda mucho por hacer, especialmente para habilitar dispositivos accionados eléctricamente, esta demostración proporciona un componente importante para la realización de VCSEL prácticos que cubren la mayor parte del rango espectral UV, "dice Filip Hjort, Doctor. estudiante del Laboratorio de Fotónica del MC2 y primer autor del artículo.

Un láser de emisión de superficie de cavidad vertical (VCSEL) es un láser semiconductor compacto y ha tenido una aplicación generalizada en, por ejemplo, reconocimiento facial en teléfonos inteligentes y para comunicación óptica en centros de datos. Hasta aquí, Estos láseres solo están disponibles comercialmente con longitudes de onda rojas e infrarrojas, sino también otros VCSEL de emisión visible, que podrían encontrar aplicaciones en faros adaptativos para automóviles o pantallas de proyección, pronto se comercializará.

"Si el rango de longitud de onda pudiera ampliarse más, en el ultravioleta (UV), Los VCSEL podrían encontrar un uso aún más amplio. La luz ultravioleta se puede utilizar para la desinfección, curado del material, excitación de fluorescencia, y tratamiento médico, y VCSEL emisor de rayos ultravioleta podría, por ejemplo, ser utilizado en agua compacta, sistemas de desinfección de aire y superficies, así como para el tratamiento de enfermedades de la piel, "dice Filip Hjort.

Para realizar las longitudes de onda de emisión de UV en el ultravioleta B (280-320 nm) y el ultravioleta C (200-280 nm), que se necesita para la mayoría de estas aplicaciones, el medio láser debe estar hecho de AlGaN. El grupo de investigación de Åsa Haglund, Profesor del Laboratorio de Fotónica del MC2, tener previamente, junto con sus colaboradores en Technische Universität Berlin, demostraron un método de grabado electroquímico que se puede utilizar para grabar selectivamente capas de AlGaN específicas. En su trabajo actual, Los dos grupos de investigación utilizan este método para crear el primer VCSEL emisor de UVB con bombeo óptico del mundo.

"Al utilizar la técnica de grabado electroquímico para eliminar el sustrato y crear membranas suaves de AlGaN, Resolvimos un problema de larga data para los VCSEL UV. Los VCSEL necesitan dos espejos con más del 99% de reflectividad y estos pueden fabricarse utilizando crecimiento epitaxial o materiales dieléctricos. Sin embargo, reflectividades altas en UVB o UVC no se han logrado usando crecimiento epitaxial, y los métodos típicos de eliminación de sustrato utilizados para permitir la deposición del segundo espejo dieléctrico en VCSEL emisores de azul no son adecuados para AlGaN, "explica Hjort." Al emplear el grabado electroquímico, pudimos crear membranas de AlGaN que pudimos intercalar entre dos espejos dieléctricos altamente reflectantes. De este modo, formamos una cavidad vertical que funciona bajo bombeo óptico ".

La nueva demostración es la VCSEL de longitud de onda más corta jamás reportada y la técnica de grabado electroquímico también se puede extender a longitudes de onda UVC que son necesarias para aplicaciones de esterilización para, por ejemplo, combatir futuras pandemias y proporcionar agua potable.