圖1所示。有機半導體激光二極管在電激勵下產生藍色激光發射的原理圖

有機激光二極管從夢想走向現實:深入的特性描述表明，通過直接電刺激有機薄膜實現激光發射是可能的，考拉科技公司成立是為了進一步發展這項技術

來自日本的研究人員證明，一種基于有機半導體的激光二極管確實是可能的，這為激光在生物傳感、顯示器、醫療和光通信等領域的進一步擴展鋪平了道路。

有機激光二極管長期被認為是發光器件領域的圣杯，它使用碳基有機材料來發光，而不是傳統器件中使用的無機半導體，如砷化鎵和氮化鎵。

這種激光器在許多方面類似于有機發光二極管(oled)，在oled中，一層薄薄的有機分子在通電時發光。oled因其高效率和充滿活力的顏色而成為智能手機顯示屏的熱門選擇，通過設計新的有機分子很容易改變這種顏色。

有機激光二極管能產生更純凈的光，從而實現更多的應用，但它們需要比oled中使用的電流大得多的電流才能實現lasing過程。這些極端條件導致先前研究的器件在lasing被觀測到之前就被破壞了。

更復雜的進展是，先前關于由有機材料產生的電致激光的說法在很多情況下都被證明是錯誤的，由于沒有充分的表征，其他現象被誤認為是激光。

但是現在，九州大學有機光子學和電子學研究中心(OPERA)的科學家們在《應用物理學》雜志上發表報告稱，他們有足夠的數據令人信服地表明，有機半導體激光二極管終于實現了。

“我認為社區中很多人都懷疑我們是否會有一天看到一個有機激光二極管的實現,“Atula s . d . Sandanayaka說該論文的第一作者,“但通過減緩拉近與改善材料的各種性能的局限性和新設備結構,我們終于做到了。”

激光激射的一個關鍵步驟是向有機層注入大量電流，以達到一種稱為粒子數反轉的條件。然而，許多有機材料的高電阻使它們很難在加熱和燃燒之前獲得足夠的電荷。

最重要的是，大多數有機材料和設備在高電流下固有的各種損耗過程會降低效率，將必要的電流推得更高。

為了克服這些障礙，由Chihaya Adachi教授領導的研究小組使用了一種高效的有機發光材料(BSBCz)，這種材料對電的電阻相對較低，損耗也很小——即使注入了大量的電。但是僅僅有正確的材料是不夠的。

他們還設計了一種設備結構，其中一個電極上有一個絕緣材料網格，用于將電注入有機薄膜。這種網格結構被稱為分布式反饋結構，已知可以產生激光發射所需的光學效果，但研究人員又向前邁進了一步。

“通過優化這些網格，我們不僅可以獲得所需的光學性能，還可以控制設備中的電流，并將觀察有機薄膜的激光發射所需的電量降到最低，”安達奇說。

研究人員對這些新設備的前景充滿信心，他們于2019年3月22日成立了初創公司考拉科技有限公司(KOALA Tech inc .，九州有機激光技術有限公司的簡稱)，以加速研究，并克服在商業應用中使用有機激光二極管的最后障礙。

無尾熊科技公司的創始成員Chihaya Adachi教授、Jean-Charles Ribierre博士、Fatima Bencheikh博士和Takashi Fujihara博士現在正在努力改進他們的有機激光二極管的性能，將這種最先進的有機發光技術帶到世界上。

總結

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