Inom området ultrasnabb olinjär fotonik har nu blivit fokus för många studier, eftersom det möjliggör en mängd applikationer inom avancerad on-chip-spektroskopi och informationsbehandling. Det senare kräver i synnerhet ett starkt intensitetsberoende optiskt brytningsindex som kan modulera optiska pulser snabbare än till och med picosekund-tidsskalor och på sub-millimeter skalor lämpliga för integrerad fotonik.

Trots de enorma framsteg som gjorts på detta område, det finns för närvarande ingen plattform som tillhandahåller sådana funktioner för det ultravioletta (UV) spektralområdet, där bredbandsspektra som genereras genom olinjär modulering kan användas för nya on-chip ultrasnabba kemiska och biokemiska spektroskopi-enheter.

Nu, ett internationellt team av forskare inklusive EPFL har uppnått gigantisk olinearitet av UV-hybridljusstatstillstånd ("exciton-polaritoner") upp till rumstemperatur i en vågledare gjord av AlInGaN, ett brett bandgap halvledarmaterial bakom solid-state-belysningstekniken (t.ex. vita lysdioder) och blå laserdioder.

Publicerad i Naturkommunikation, studien är ett samarbete mellan University of Sheffield, ITMO Sankt Petersburg, Chalmers tekniska universitet, Islands universitet, och LASPE vid EPFL:s Institute of Physics vid School of Basic Sciences.

Forskarna använde en kompakt 100 um lång enhet, för att mäta en ultrasnabb olinjär spektral utvidgning av UV -pulser med en olinearitet 1000 gånger större än den som observeras i vanliga UV -olinjära material, vilket är jämförbart med icke-UV-polaritonanordningar.

Att använda AlInGaN är ett viktigt steg mot en ny generation av integrerade olinjära UV -ljuskällor för avancerad spektroskopi och mätning. "AlInGaN -systemet är en mycket robust och mogen halvledarplattform som visar starka excitoniska optiska övergångar upp till rumstemperatur i UV -spektralområdet, "säger EPFL:s Raphaël Butté, som arbetade med studien.