Ультрафиолетовый свет с длиной волны около 300 нанометров невидим для глаза, но он умеет разрушать ДНК микробов, заставлять светиться некоторые вещества и переносить информацию. До сих пор лазеры в этом диапазоне были громоздкими, дорогими или недолговечными. Теперь группа исследователей собрала компактный лазерный диод, который работает от электрического тока, как обычный лазер в DVD-плеере, но светит в среднем ультрафиолете.
Сердце устройства — кристалл из нитрида алюминия-галлия, выращенный слой за слоем на подложке из нитрида алюминия. Когда через кристалл пропускают ток, электроны и дырки встречаются в активной зоне и испускают фотоны. Чтобы свет усиливался, на поверхности вытравлен узкий гребень — световод, который направляет волны, как желоб направляет воду. При токе выше порога лазер начинает работать: мощность резко растёт, а спектр сжимается в узкую линию шириной всего 0,2 нанометра.
Такой лазер может найти применение в портативных спектрометрах для анализа состава веществ, в датчиках опасных газов, в устройствах для обеззараживания воды и поверхностей. А в квантовой фотонике ультрафиолетовые фотоны помогут управлять состоянием отдельных атомов и ионов.
Пока это лабораторный образец, но он доказывает: средний ультрафиолет перестаёт быть экзотикой. Лазер, который раньше занимал целый стол, теперь умещается на ладони.
Длина волны 298,5 нм почти в 40 раз короче толщины человеческого волоса.