科學家将紅外(wài)線轉換成藍(lán)光用于殺菌

　　2021年6月25日，日本大(dà)阪——一(yī)種将紅外(wài)（IR）輻射轉換爲藍(lán)光的微腔裝置可以安全地日常使用深紫外(wài)（DUV）燈進行消毒和滅菌。

　　該設備是由大(dà)阪大(dà)學的一(yī)個搜索小(xiǎo)組開(kāi)發的，它的結構沒有極性倒置。由于缺乏對雙折射或周期性偏振反轉結構的依賴，擴大(dà)了器件結構和材料選擇的柔韌性，從而使研究人員(yuán)在選擇波長轉換爲DUV光的結構和材料時具有更大(dà)的靈活性。

　　如果要安全地将DUV光用作消毒劑，則需要220至230 nm的DUV波長範圍。雖然波長轉換爲實現這一(yī)尚未實現的波長提供了一(yī)種可能的解決方案，但由于吸收邊緣，傳統鐵電波長轉換材料無法使用。

　　爲了實現用于殺菌的DUV光，研究人員(yuán)利用低雙折射順電材料和介電材料構建了單片、微腔、二次諧波産生(shēng)（SHG）裝置。他們使用了兩個高反射率分(fēn)布式布拉格反射器（DBR），将進入設備的陽光頻(pín)率提高了一(yī)倍。DBRs增強了微腔中(zhōng)基波的強度。在相幹長度邊緣的極短區域内，有效地産生(shēng)了反向傳播的倍頻(pín)波。

　　作爲應用該方法的第一(yī)步，研究人員(yuán)利用微加工(gōng)技術構建了氮化镓（GaN）微腔器件，包括幹刻蝕和各向異性濕刻蝕，用于垂直和光滑的DBR側壁。一(yī)旦他們證明了GaN微腔中(zhōng)的波長轉換，他們在沒有極性反轉結構的情況下(xià)觀察到了428 nm的藍(lán)色SHG波。

　　氮化物(wù)半導體(tǐ)，如氮化镓和氮化鋁（AlN）具有較高的光學非線性，适合用于波長轉換器件；AlN由于其高達210 nm的透明度，特别适用于DUV波長轉換設備。然而，與傳統鐵電波長轉換器件中(zhōng)的結構一(yī)樣，利用這些材料實現周期性反轉極性結構已被證明是困難的。

　　研究人員(yuán)希望他們靈活的波長轉換方法将使未來的非線性光學器件更容易構建。