Rekordowe moce matrycy diod laserowych z TopGaN-u
| Gospodarka ArtykułyFirma TopGaN we współpracy z Instytutem Wysokich Ciśnień PAN rozwija technologię laserowych źródeł światła opartych o półprzewodniki azotkowe (AlGaIn)N. Technologia firmy TopGaN oparta jest na polskich opracowaniach, począwszy od unikatowych podłoży GaN otrzymywanych w wysokim ciśnieniu, poprzez epitaksję z wiązek metalorganicznych i molekularnych kwantowych struktur epitaksjalnych InGaN/AlGaN/GaN, a kończąc na processingu i montażu diod laserowych.
TopGaN koncenruje się na wytworzeniu laserów bardzo wysokiej mocy optycznej do zastosowań w generacji obrazu (telewizja laserowa), w fotolitografii, w ochronie środowiska do monitorowania stopnia zanieczyszczenia wody i powietrza, w medycynie i w przemyśle drukarskim. Dlatego też jako pierwsza firma na świecie TopGaN rozpoczął systematyczne prace nad wdrożeniem azotkowych matryc laserowych. Matryce laserowe to zintegrowane systemy wieloemiterowe łączące zalety konwencjonalnych diod laserowych (kompaktowość, niezawodność) z bardzo wysoką całkowitą mocą optyczną.
Wytwarzanie matryc laserowych wymaga bardzo wysokiej jakości podłoży, co było przeszkodą do ich rozpowszechnienia na świecie. Na szczęście Polska jest liderem w wytwarzaniu ultrawysokiej jakości kryształów podłożowych z azotku galu. Poza Japonią Polska to jedyne miejsce, gdzie istnieją dwie firmy produkujące praktycznie bezdefektowe podłoża: firma Ammono słynna w świecie ze swej technologii ammonotermalnej wzrostu azotku galu (podłoża o rozmiarach do dwu cali) i firma TopGaN wytwarzająca kryształy podłożowe azotku galu o rozmiarze 1 cala metodą wysokociśnieniową (około 10 tys. atm) o bardzo wysokiej koncentracji elektronów, co niezwykle pomaga w uzyskiwaniu wysokiej sprawności diod laserowych.
TopGaN korzysta z obu wspomnianych wyżej technologii podłożowych. Prace badawczo-rozwojowe prowadzone w TopGaN zostały wsparte przez projekt: "Matryce ultrafioletowych diod laserowych" współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. W październiku tego roku TopGaN zademonstrował minimatrycę laserową o całkowitej mocy optycznej 2,5W uzyskanej w reżymie pracy ciągłej (CW) w temperaturze pokojowej dla długości fali 408nm.
Matryca charakteryzowała się prądem progowym 1250mA i sprawnością 1,1W/A. Podobne przyrządy zostały również zademonstrowane dla długości fali z zakresu 395-425nm. Opisane osiągnięcie otwiera drogę do szybkiego wprowadzenia na rynek matryc laserowych o mocy wielu watów. Zaprezentowana matryca demonstruje jedną z najwyższych mocy optycznych pochodzących z monolitycznie zintegrowanych źródeł azotkowych na świecie.
Piotr Perlin
