Первый в истории полупроводниковый лазерный диод в среднем ультрафиолетовом диапазоне, способный функционировать при комнатной температуре, создан японскими учёными.
Ранее большинство лазерных диодов, работающий в диапазоне длин волн 280-320 нм, ограничивались только импульсным режимом работы или нуждались в криогенном охлаждении, что исключало их непрерывную эксплуатацию при обычных условиях.
Японские учёные представили первый в истории полупроводниковый UVB-лазерный диод, функционирующий при комнатной температуре. Им удалось разработать инновационную структуру на основе нитрида галлия, выращенного на дешёвой и широко применяемой сапфирной подложке. Для минимизации напряжений, возникающих из-за различий в решётках сапфира и нитрида галлия, были внедрены особые технологии выращивания кристаллов, что привело к значительному сокращению дефектов и повышению оптических характеристик материала. Предложенная технологическая схема способна существенно увеличить долговечность приборов, что особенно важно для их широкого внедрения в промышленных и научных целях.
Инженеры создали особый волновод для эффективного удержания излучения и применили диэлектрические зеркала с высокой отражающей способностью, что усилило обратную связь в лазере. Благодаря этому учёные достигли работы лазерного диода с мощностью менее 0,7 мВт и длиной волны 318 нм при температуре 20 градусов Цельсия.
Учёные прогнозируют, что в течение 5–10 лет эта технология может вытеснить традиционные ультрафиолетовые газовые лазеры, позволив отказаться от громоздких и дорогостоящих оптических конструкций, плохо поддающихся масштабированию. Такие источники излучения станут идеальными компонентами для современных медицинских устройств, повышая эффективность фототерапии при лечении заболеваний кожи и сосудов.
Применение новых лазеров принесёт пользу не только медицине, но и биотехнологиям — например, в ускорении процессов секвенирования ДНК, улучшении методик флуоресцентного анализа и развитии биосенсорных платформ. В промышленности они откроют путь к созданию передовых систем микроскопической экспозиции и точных инструментов для производства полупроводниковых элементов и обработки новых материалов.