连续波 UV-B 激光二极管问世，实现全球首次

半导体激光器具备在室温条件下连续作业的能力，这一特性为紧凑型医疗、生物技术以及制造设备的发展开启了崭新的大门。在医疗、生物技术和精密制造等领域，紫外 - B（UV - B）半导体激光器备受瞩目；然而，在此之前，UV - B激光二极管仅能以脉冲工作模式运行，或者需要低温冷却，故而无法达成室温下的连续运转。

日本研究人员公布了全球首例可在室温下运行的连续波紫外B半导体激光二极管，此二极管采用了低成本的蓝宝石衬底。这一具有突破性的成果于2026年1月12日发表在《应用物理快报》期刊上，它将有力推动紧凑、节能的紫外光源的发展，有望在全球医疗、工业和科研领域取代体积庞大的气体激光器。

紫外线在皮肤疾病的医疗光疗、杀菌消毒、DNA分析以及高精度制造等诸多领域有着广泛的应用。尽管其重要性不言而喻，但实用的紫外B激光光源依旧极为匮乏。当前，大多数现有系统依赖于气体激光器或复杂的光学装置，这些装置不仅体积庞大、成本高昂，而且难以集成到紧凑、可扩展的设备之中。

半导体激光二极管提供了一种极具吸引力的替代方案。然而，将半导体激光技术拓展至紫外B波段已被证实困难重重。要产生紫外B光所必需的高铝含量氮化物半导体，存在晶体缺陷、光学限制性能欠佳以及散热问题严重等诸多难题。因此，以往的紫外B激光二极管仅能局限于脉冲工作模式，或者需要低温冷却才能稳定运行。

日本名城大学材料科学与工程系的岩谷元明（Motoaki Iwaya）及其团队成功克服了这些长期存在的难题。研究人员研发出一种新型的AlGaN激光二极管结构，该结构生长于蓝宝石衬底之上。采用蓝宝石意义重大，因为它能够实现低成本、大规模的制造，使紫外B激光二极管更趋近于实际应用和广泛推广。

为解决AlGaN与蓝宝石晶体结构不匹配的问题，该团队采用了一种弛豫型AlGaN模板，这种模板在大幅减少缺陷的同时，还保持了卓越的光学品质。这一方法提升了器件的良率和可靠性，而这两点对于实现规模化生产和实际应用至关重要。

他们还设计了一种基于折射率引导的脊形波导，用以高效地限制光，并采用了高反射率介质镜来增强激光反馈。岩谷元明表示：“这些设计创新使我们能够同时实现强劲的光学限制和高效的热管理。在室温下实现连续波运行一直是紫外B半导体激光器的一个长期目标，而这一成果证明，这一目标如今已可达成。”

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