Onderzoekers van de Universiteit van Nagoya onder leiding van Nobelprijswinnaar voor natuurkunde Hiroshi Amano
Demonstratie van de eerste ver-ultraviolette diode met continue golf. Video: Instituut voor Materialen en Systemen voor Duurzaamheid van de Universiteit van Nagoya
In 2019 is het onderzoeksteam opgerichteen korte golflengte ultraviolet-zichtbare (UV-C) laserdiode die werkt met korte stroompulsen. Het benodigde ingangsvermogen om deze pulsen te genereren was echter 5,2 watt. Dit was te veel voor continue opwekking, omdat de stroom ervoor zorgde dat de diode snel opwarmde en stopte met werken.
In een nieuw artikel gepubliceerd in het tijdschrift AppliedPhysics Letters, hebben natuurkundigen het apparaat opnieuw ontworpen, waardoor het aandrijfvermogen dat nodig is om de laser te laten werken, is teruggebracht tot slechts 1,1 watt bij kamertemperatuur. De wetenschappers ontdekten dat eerder gemaakte apparaten een hoog vermogen nodig hadden vanwege kristaldefecten op de laserstreep.
Schema van het ontwerp en de ontwikkeling van laserdiodes. Afbeelding: Issey Takahashi, Instituut voor Materialen en Systemen voor Duurzaamheid van de Universiteit van Nagoya
Nadere analyse wees uit dat deze gebrekenoptreden als gevolg van vervorming van het kristal. Door de juiste zijwanden van de laserstrip te kiezen, onderdrukten de wetenschappers de defecten, bereikten ze een efficiënte stroomtoevoer naar het actieve gebied van de laserdiode en verminderden ze het bedrijfsvermogen.
Laserdiodes hebben in de meeste gevallen een brede toepassing gevondenverschillende gebieden. Infraroodstraling wordt bijvoorbeeld gebruikt in optische stralingsapparaten en blauwe straling wordt gebruikt in Blu-Ray-schijven. De auteurs van de ontwikkeling zijn van mening dat de nieuwe technologie voor het creëren van UV-C-straling nuttig zal zijn in de gezondheidszorg, virusdetectie, deeltjesmeting, gasanalyse en laserverwerking met hoge resolutie.
Vooral onderzoekers wijzen op de vooruitzichten voor het gebruik van nieuwe diodes voor luchtsterilisatie en waterzuivering.
In tegenstelling tot de huidige LED-sterilisatiemethoden, die veel tijd vergen, kunnen lasers grote gebieden in korte tijd en over grote afstanden desinfecteren.
Zhang Ziyi, co-auteur van de studie
Lees verder:
Een magnetische storm staat op het punt de aarde te raken
Genoemd het grootste gevaar van de maanmissie "Artemis"
De ware betekenis van mummificatie wordt onthuld: al die tijd hadden wetenschappers het bij het verkeerde eind
Op de hoes: een bron van continue ultraviolette straling. Afbeelding: Asahi Kasei Corp. en de Universiteit van Nagoya