Nieuw onderzoek zou lasers die een breed scala aan kleuren uitstralen, toegankelijker kunnen maken en nieuwe toepassingen kunnen openen, van communicatie en detectie tot displays.

Onderzoekers van het Center for Organic Photonics and Electronics Research (OPERA) van de Kyushu University rapporteerden een optisch gepompte organische dunnefilmlaser die gedurende 30 ms continu licht kan uitstralen. die meer dan 100 keer langer is dan eerdere apparaten.

In tegenstelling tot de anorganische lasers die gewoonlijk worden aangetroffen in cd-drives en laserpointers, organische dunnefilmlasers gebruiken een dunne laag organische moleculen als lasermedium, dat is het materiaal in het apparaat dat daadwerkelijk laserstraling produceert door licht uit te zenden en te versterken wanneer het wordt aangeslagen met een energiebron. In dit geval, de energiebron was intens ultraviolet licht van een anorganische laser.

Een veelbelovend kenmerk van organische dunnefilmlasers is de mogelijkheid om gemakkelijker kleuren te bereiken die met anorganische lasers moeilijk zijn. Door het ontwerpen en synthetiseren van moleculen met nieuwe structuren, emissie van elke kleur van de regenboog is mogelijk.

"Mensen bestuderen al heel lang organische dunnefilmlasers, maar degradatie- en verliesprocessen hebben de emissieduur sterk beperkt, " zegt Atula S.D. Sandanayaka, hoofdauteur van het artikel in wetenschappelijke vooruitgang het melden van de nieuwe resultaten.

De onderzoekers konden deze problemen verminderen en de duur van de laserbehandeling verlengen door drie strategieën te combineren.

Om grote verliezen te verminderen die ontstaan ​​door de absorptie van laseremissie door energiepakketten - triplet-excitonen genaamd - die zich tijdens bedrijf in het organische lasermedium ophopen, de onderzoekers vonden een organisch lasermedium met triplet-excitonen die een andere kleur licht absorberen dan die van de laser.

Thermische degradatie veroorzaakt door verwarming van de lasers tijdens bedrijf werd verminderd door de apparaten op een kristallijne siliciumwafel te bouwen en een stuk saffierglas op het organische lasermedium te lijmen met een speciaal polymeer.

Het silicium en saffier, die goede warmtegeleiders zijn, helpen om snel warmte van de apparaten te verwijderen en ze tegelijkertijd in te kapselen.

Eindelijk, door optimalisatie van een veelgebruikte roosterstructuur - een mixed-order gedistribueerde feedbackstructuur genoemd - die onder het organische lasermedium is geplaatst om optische feedback te geven, de input-energie die nodig is om de lasers te laten werken, werd teruggebracht tot nieuwe dieptepunten, de verwarming verder verminderen.

"Deze apparaten werken echt extreem, dus we moeten nieuwe trucs blijven vinden om eventuele inefficiënties te elimineren en te voorkomen dat de apparaten zichzelf opbranden, " zegt professor Chihaya Adachi, directeur van OPERA.

Het gebruik van deze eenvoudige apparaten in combinatie met anorganische lasers is veelbelovend voor het gemakkelijker bereiken van kleuren die moeilijk te produceren zijn met gewone lasers, met toepassingen in spectroscopie, communicatie, toont, en sensoren.

Er wordt nog steeds aan de ontwikkeling gewerkt om de uitstoot nog langer vol te houden, maar wat is het volgende?

"Ons uiteindelijke doel is het realiseren van organische dunnefilmlasers die rechtstreeks elektriciteit gebruiken als energiebron, en dit is een belangrijke stap in die richting, ' zegt Adachi.