编译/VR陀螺

近日，大阪大学研究人员与爱发科株式会社、立命馆大学合作，研发出一种可从单芯片发出圆偏振光的新型 LED 结构。该团队将半极性铟镓氮发光结构与条状氮化硅超表面相结合，打造出一款紧凑型光源，不仅降低了能量转换损耗，还可在室温下工作。

这一技术进展有望推动超紧凑、高耐用性光源在AR/VR、3D显示、量子通信以及光学安全领域落地。相关研究成果已发表在《光学材料快报》期刊上。

圆偏振光在众多下一代技术中应用广泛。但以往的圆偏振LED难以同时实现高偏振度、高效率、高耐用性与可规模化制造。在诸多早期设计中，非偏振光仅能提取出一种圆偏振分量，理论转换效率上限被限制在50%。

为突破这一局限，研究人员采用了半极性铟镓氮量子阱结构，该结构本身可发射部分线偏振光。随后，他们在LED表面直接集成条状氮化硅超表面，将光线更高效地转换为圆偏振光。室温光学测试结果显示，该器件在408纳米波长下的圆偏振度为0.27，线偏振转圆偏振的转换效率达68%，超过了传统方法的理论极限。

研究人员还发现，实验结果与三维电磁仿真高度吻合，所制备的器件性能接近理想状态。由于该结构全部采用无机材料制成，且与现有半导体工艺兼容，有望为研发耐用、紧凑、可量产的偏振光源提供可行路径。

该研究资深作者Shuhei Ichikawa教授评价道：“通过利用半极性铟镓氮LED固有的线偏振发射特性，我们实现了超越传统方法极限的高圆偏振转换效率。只需集成单层超表面，即可获得高效率圆偏振光，该技术在下一代光学应用的紧凑型设备与实用光子系统中，将展现出巨大的应用潜力。”

来源：phys.org