Förlängning av regnbågen för ytemitterande lasrar

Forskningsprojekt, 2025 – 2028

Lasrar är en nyckelkomponent för många tillämpningar och är därmed en viktig del av vår vardag. De är idag tillgängliga med emission i det synliga och infraröda området, men att åstadkomma ljusemission i det ultravioletta har dock visat sig vara mycket utmanande. Materialen man behöver använda ger speglar med låg reflektivitet och höga resistanser på ena sidan av komponenten, vilket gör det svårt att skapa en optisk resonator med låga förluster och att åstadkomma bra strömspridning. Vi vill fokusera på att realisera världens första elektriskt drivna ytemitterande laser i det ultravioletta området; en kompakt, energieffektiv, ljuskälla med en lågdivergent stråle. För att lyckas kommer de senaste forskningsframstegen ifrån vår laser-forskargrupp på Chalmers Tekniska Högskola att nyttjas för att kringgå de tidigare nämnda materialbegränsningarna. Detta inkluderar en helt ny metod för att tillverka en ultraviolett laser med högreflektiva speglar med nm-kontroll av laserns kavitet samt en specialstruktur, så kallad tunnel-övergång, som har visat ge god strömspridning i de nyligen realiserade elektriskt drivna resonanta lysdioderna med ultraviolett emission. De senare komponenterna saknar bara en byggsten för att bli förvandlade till lasrar, nämligen en strömapertur, så en stor del av projektet kommer att baseras på att utveckla sådana aperturer. Sammantaget ger dessa nya forskningsresultat unika möjligheter till att åstadkomma världens första elektriskt drivna ytemitterande laser i det ultravioletta området. När de är realiserade kan de användas i en rad olika tillämpningar som sterilisering av ytor, luft och vätskor (av vikt för vattenrening och behandling av antibiotika-resistenta bakterier), men även till sensorer (t.ex. ozon-mätning), UV-härdning av material, och kvanttillämpningar som atomklockor. Teknikerna som utvecklas inom projektet, som halvledarmembran, tunnel-övergångar, etc.  kan även få stor betydelse för andra komponenter än lasrar.