Niezwykły emiter laserowy o mocy 5 W i powierzchni 1.5 x 1.5 mm

Projektujesz elektronikę? Zarezerwuj 17 października 2019 roku na największą w Polsce konferencję dedykowaną projektantom, Evertiq Expo Kraków 2019. Przeszło 90 producentów i dystrybutorów komponentów do Twojej dyspozycji, ciekawe wykłady i świetna, twórcza atmosfera. Jesteś zaproszony, wstęp wolny: kliknij po szczegóły. © Evertiq

Naukowcy z ETH Zurich, rozwijając technologię kwantowych laserów kaskadowych (QCLs), na bazie wielkoformatowych kryształów fotonowych (PhC), operujących w temperaturze pokojowej, stworzyli urządzenie emitujące światło powierzchniowe o sile sięgającej 5 W w szczycie, przy pracy impulsowej. W artykule „Large area photonic crystal quantum cascade laser with 5 W surface-emitting power”, który opublikowano na łamach Optics Express, naukowcy przedstawili w sposób opisowy szczegóły procesu powstawania tego urządzenia, skupiając się na rozwoju technologii PhC-QCLs. Opisano tu takie szczegóły jak usprawnienia struktury i optymalizację procesu wstrzykiwania prądu, za pomocą specjalnej elektrody siatkowej. Struktura wielkoformatowych emiterów PhC-QCL składa się z szeregu (matrycy) pionowych filarów, w liczbie 500, umieszczonych na obszarze (aktywnym) podłoża o grubości 2.6 um, który oparto na strukturach InGaAs/AlInAs. Szczególną cechą projektu tego komponentu jest to, że kształt każdego filaru PhC (w widoku z góry) stanowi kwadrat z uciętym rogiem. Naukowcy wyjaśniają to tym, że taki układ tworzy asymetrię, która zwiększa ekstrakcję mocy powierzchniowej. Tym samym powstało niewielkie urządzenie emitujące światło o długości fali 8.75 um, z mocą szczytową 5 W, przy powierzchni zaledwie 1.5 na 1.5 mm. Autorzy dążą do dalszej poprawy mocy wyjściowej za sprawą efektywniejszego sterownika i poprawie procesów wzrostu planarnego odpowiednich struktur. Naukowcy chcą też eksperymentować z innymi kształtami filarów PhC, by osiągnąć lepsze wyniki, a które jednocześnie będą mniej wrażliwe na niedoskonałości produkcji. Proces produkcyjny nie należy bowiem do łatwych, jak na razie. W artykule stwierdzono, że chociaż zastosowany proces PhC-QCL wymaga jeszcze dalszych prac, laser już teraz, na tak wczesnym etapie, konkuruje z najnowocześniejszymi urządzeniami w obszarze średniej podczerwieni.