W dziedzinie nowych urządzeń laserowych głębokiego ultrafioletu dokonano ważnych osiągnięć badawczych

Niedawno, przy wsparciu Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych w Chinach, Shenzhen Basic Research i innych projektów, adiunkt Jin Limin, członek zespołu Micro-nano Optoelectronics Harbin Institute of Technology (Shenzhen), współpracował z profesorem Wang Fengiem i profesorem Zhu Shide of City University of Hong Kong i opublikował artykuł badawczy w znanym na całym świecie czasopiśmie Nature-Communications. Harbin Institute of Technology (Shenzhen) jest jednostką komunikacyjną.

Er3+ Sensitized Intensive Deep UV Laser On-Chip i ich zastosowania w wykrywaniu nanocząstek

W artykule zwrócono uwagę, że spójne światło UV ma ważne zastosowania w naukach o środowisku i naukach przyrodniczych, jednak bezpośrednie lasery UV napotykają ograniczenia w bezpośredniej produkcji i kosztach operacyjnych. Zespół badawczy zaproponował strategię lasera DUV generowaną pośrednio poprzez tandemowy proces konwersji w górę, to znaczy skonstruowanie wielopowłokowej nanocząstki w celu uzyskania mocy wyjściowej lasera DUV przy 290 nanometrach pod wzbudzeniem długości fali komunikacji na duże odległości 1550 nanometrów. W dojrzałej branży telekomunikacyjnej, gdzie różne komponenty optyczne są łatwo dostępne, wyniki tych badań zapewniają realne rozwiązanie do budowy zminiaturyzowanych laserów krótkofalowych odpowiednich do zastosowań w urządzeniach.
Jeśli chodzi o powyższe badania, artykuł wspomina, że ​​duże przesunięcie antystokesowskie o długości fali 1260 nm (≈3,5 eV) powoduje szereg kombinacji szeregu różnych procesów konwersji w górę. W tym eksperymencie procesy konwersji w górę Tm3+ i Er3+ są ograniczone w różnych powłokach przez nanostruktury wielopowłokowe, aby zmniejszyć rozpraszanie energii wzbudzenia spowodowane niekontrolowaną wymianą energii między różnymi procesami konwersji w górę. W artykule pokazano, że domieszkowanie Ce3+ jest warunkiem koniecznym do realizacji upkonwersji domina, ponieważ Ce3+ hamuje konwersję Er3+ wyższego rzędu poprzez relaksację krzyżową i realizuje inwersję populacji zdominowaną przez poziom energetyczny 4I11/2, co może promować Transfer energii Er3+âYb3+ i późniejszy proces upkonwersji Yb3+âTm3+.
Zespół zintegrował ten materiał z wbudowanym urządzeniem laserowym z mikropierścieniami o wysokiej Q (2×105) w celu charakteryzacji optycznej i po raz pierwszy zaobserwował intensywne promieniowanie laserowe z konwersją w górę głębokiego UV uczulone na Er3 +, Tm3 + promowane przez ten proces konwersji w górę domina Ionic pięciofotonowe promieniowanie upkonwersyjne jest wrażliwe na współczynnik Q wnęki lasera, a pomiary czujnikowe przeprowadzono za pomocą kulek polistyrenowych o podobnej wielkości, symulując wydzieliny komórek nowotworowych, umożliwiając wykrywanie nanocząstek poprzez monitorowanie zmian progowych lasera 290 nm, rozmiar wykrywania wynosi małe jak 300 nm.