Регистрация / Вход
Прислать материал

14.575.21.0047

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.575.21.0047
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"
Название доклада
Разработка технологии изготовления мощных полупроводниковых лазеров с улучшенными характеристиками на основе полупроводниковых наногетероструктур для технологических применений и диодной накачки.
Докладчик
Попов Юрий Михайлович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка технологии изготовления высокоэффективных и надёжных диодных лазеров и лазерных линеек на основе полупроводниковых наногетероструктур с возможно высокой мощностью излучения, высоким КПД, уменьшенной расходимостью излучения, узкой спектральной линией.
Актуальность и новизна исследования
Диодные лазеры являются основными изделиями современной квантовой электроники и лазерной техники. Предполагается внедрение результатов ПНИ в производственные процессы технологии изготовления диодных лазеров и лазерных линеек.
Такие приборы будут использоваться для эффективной накачки твердотельных и газовых лазеров, в технологических лазерных системах, медицине, спецприменениях в космической и оборонной технике, для термоядерного синтеза.
Описание исследования

Целью исследования является разработка и внедрение в производство основных элементов лазерной диодной накачки, в том числе - мощных одиночных лазерных диодов и лазерных диодных линеек, которые являются основой для изготовления двумерных матриц лазерных диодов для их применения в качестве источников накачки в мощных лазерных системах. Для получения экстремальных уровней выходной оптической мощности и при этом высокого качества лазерного пучка мощные лазерные системы строятся по многокаскадному принципу. При такой архитектуре сложных лазерных систем требуются одиночные и интегральные источники излучения накачки, в том числе одиночные лазерные диоды с уровнем выходной мощности около 10 Вт в непрерывном режиме от полоскового контакта 100 микрон , отдельные лазерные линейки с уровнем выходной мощности до 100 Вт в непрерывном режиме от суммарной ширины излучающей поверхности 10 мм . На основе линеек лазерных диодов изготавливаются двумерные матрицы и массивы лазерных излучателей с плотностью выходной мощности в несколько сотен Ватт в непрерывном режиме и нескольких киловатт в квазинепрерывном режиме с квадратного сантиметра излучающей поверхности. Для решения этих задач требуется объединить усилия ведущих специалистов в указанной области из НИЯУ МИФИ, ФИАН , и ОАО НПП "Инжект" , представителей промышленности.

 

Результаты исследования

Будут созданы  мощные диодные лазеры и линейки на их основе, технологии их получения, методики исследования параметров на всех стадиях разработки и изготовления позволяет решить проблему обеспечения эффективного теплоотвода от активной области диодного лазера, что определяет предельную мощность генерации и вместе с возникающими термическими напряжениями определяет его рабочий ресурс. Решение задач, поставленных в ПНИ позволяет создать фундамент для подготовки к развитию данного направления.

Планируемые результаты соответствуют мировому уровню и по параметру мощности превосходит мировой уровень. Диодные лазеры ведущих фирм, собранные на С-маунтах. имеют следующие характеристики: Jenoptic (Германия ) 808 нм, 8 Вт, апертура 200 микрон; Focuslight (Китай) 808 нм - 8 Вт. 976 нм - 8 Вт, апертура 200 микрон; Daheng (Китай) 808 нм - 5 Вт. апертура 100 микрон: Oclaro (США) 980 нм - 8 Вт (10 Вт на F- маунте), апертура 100 микрон. Диодные лазеры, разработанные к настоящему времени при выполнении проекта, имеют следующие характеристики: Образец ЛД 1, длина волны 808 нм, мощность 11 Вт, апертура 130 мкм; Образец ЛД 4, длина волны 970 нм, мощность 10 Вт, апертура 100 мкм.

Практическая значимость исследования
Диодные лазеры являются основными изделиями современной квантовой электроники и лазерной техники. Предполагается внедрение результатов ПНИ в производственные процессы технологии изготовления диодных лазеров и лазерных линеек. Внедрение результатов ПНИ приведёт к повышению эффективности производства и качества продукции Индустриального партнера.
Разработка базовых конструкций мощных диодных лазеров и линеек на их основе, технологий их получения, методик исследования параметров на всех стадиях разработки и изготовления позволяет решить проблему обеспечения эффективного теплоотвода от активной области диодного лазера, что определяет предельную мощность генерации и вместе с возникающими термическими напряжениями определяет его рабочий ресурс. Решение задач, поставленных в ПНИ позволяет создать фундамент для подготовки к развитию данного направления. При выполнении данной субсидии важным моментом стало обучение студентов НИЯУ МИФИ и магистратуры НИЯУ МИФИ и подготовка двух кандидатов наук в наиболее развивающейся области науки и техники - микро и нанотехнолдогии.