Mod en daglig dyb UV-lyskilde til sterilisering og desinfektion

Forskere fra Graduate School of Engineering og Center for Quantum Information and Quantum Biology ved Osaka University afslørede en ny solid state second-harmonic generation (SHG) enhed, der konverterer infrarød stråling til blåt lys. Dette arbejde kan føre til en praktisk daglig dyb ultraviolet lyskilde til sterilisering og desinfektion.

For nylig, dybe ultraviolette (DUV) lyskilder har tiltrukket stor opmærksomhed ved sterilisering og desinfektion. For at realisere en bakteriedræbende effekt og samtidig sikre brugersikkerhed, et bølgelængdeområde på 220-230 nm er ønskeligt. Men DUV lyskilder i dette bølgelængdeområde, der er både holdbare og yderst effektive, er endnu ikke udviklet. Selvom bølgelængdekonverteringsenheder er lovende kandidater, konventionelle ferroelektriske bølgelængdeomdannelsesmaterialer kan ikke påføres DUV -enheder på grund af absorptionskanten.

Da halvledere af nitrid, såsom galliumnitrid og aluminiumnitrid, har relativt høj optisk ikke -linearitet, de kan anvendes på bølgelængdekonverteringsenheder. På grund af dets gennemsigtighed til 210 nm, aluminiumnitrid er særligt velegnet til DUV -bølgelængdeomdannelsesenheder. Imidlertid, Det har vist sig ganske vanskeligt at realisere strukturer med periodisk omvendt polaritet som konventionelle ferroelektriske bølgelængdeomdannelsesanordninger.

Forskerne foreslog en ny monolitisk bølgelængdeomdannelsesenhed til mikrokavitet uden en polaritetsomvendt struktur. En grundbølge forstærkes betydeligt i mikrohulen med to distribuerede Bragg -reflektorer (DBR), og modspredende anden harmoniske bølger udsendes effektivt i fase fra den ene side. Som det første skridt mod en praktisk DUV lyskilde, en galliumnitrid -mikrokavitetsenhed blev fremstillet via mikrofabrikationsteknologi, herunder tør ætsning og anisotrop våd ætsning til lodrette og glatte DBR sidevægge. Ved at opnå en blå SH -bølge, effektiviteten af ​​det foreslåede koncept blev vellykket demonstreret.

"Vores enhed kan tilpasses til at bruge et bredere udvalg af materialer. De kan anvendes til dyb ultraviolet lysemission eller endda bredbåndsfotonpargenerering, "siger seniorforfatter Masahiro Uemukai. Forskerne håber, at fordi denne tilgang ikke er afhængig af materialer eller periodisk omvendte strukturer, det vil gøre fremtidige ikke -lineære optiske enheder lettere at konstruere.