Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"ANDRZEJ MALĄG"

Metody pomiaru rezystancji termicznej diod laserowych

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono pięć różnych sposobów pomiarów rezystancji termicznej diod laserowych. Przeanalizowano ich przydatność do charakteryzacji praktycznie wytwarzanych przyrządów różnej jakości, także takich, których charakterystyki są nietypowe. Porównano dokładności przedstawionych metod. Abstract. Five different measurement methods of the laser diodes thermal resistance have been presented. Usability of these methods to characterize practical devices of different quality including those of untypical characteristics is analyzed. Also the exactness of the methods is compared. (Comparison of measurement methods of laser diode's thermal resistance). Słowa kluczowe: dioda laserowa, rezystancja termiczna, moc optyczna, charakterystyki widmowe. Key words: laser diode, thermal resistance, optical power, spectral characteristics. Wstęp W pracy lasera półprzewodnikowego krytyczną wielkością odpowiadającą za jego parametry i czas życia jest zdolność odprowadzania ciepła z obszaru aktywnego [1]. Termiczne własności laserów półprzewodnikowych wynikają z charakterystyk emisji spontanicznej poniżej prądu progowego i emisji wymuszonej powyżej prądu progowego [2]. Wzrost temperatury w obszarze aktywnym prowadzi do: - wzrostu długości rezonatora, - zwężenia przerwy energetycznej materiału, prowadzącego do przesunięcia piku charakterystyki spektralnej w kierunku długofalowym, - zmiany współczynnika załamania materiału aktywnego. Wzrost temperatury o 50K daje względną zmianę długości rezonatora rzędu kilku x 10-4 i jest zaniedbywalny. Zwężenie przerwy energetycznej diod laserowych (DL) emitujących w paśmie λ ~ 800 nm, daje przesunięcie w kierunku długofalowym około 0,254 nm/K (-4,8 x 10-4 eV/K). Zmiana współczynnika załamania wynika ze zmian szerokości przerwy energetycznej i ze zmiany gęstości ładunku w obszarze aktywnym [3]. Parametrem określającym ilościowo skuteczność odprowadzania generowanego do chłodnicy ciepła jest rezystancja termiczn[...]

Diody laserowe dużej mocy i matryce diod laserowych na pasmo 800 nm

Czytaj za darmo! »

Głównym obszarem zastosowań diod laserowych na pasmo 800 nm są układy pompowania optycznego laserów na ciele stałym (Nd: YAG), krystalicznych i ceramicznych. Ważnym obszarem są też zastosowania przemysłowe i medyczne. W pierwszym z wymienionych tolerancja na długość fali emitowanej jest najostrzejsza (λ = 808 ± 1 nm). Wymagania dla mocy emitowanej są rzędu watów przy pompowaniu o[...]

Wyznaczanie parametrów optycznych epitaksjalnych heterostruktur laserowych


  Po zaprojektowaniu heterostruktury diody laserowej i przekazaniu projektu do realizacji w pracowni epitaksji, pojawia się pytanie, na ile zrealizowana heterostruktura zgodna jest z projektem. Odpowiedź na to pytanie pozwoli zinterpretować ewentualne różnice pomiędzy zmierzonymi parametrami przyrządów (diod laserowych (DL)) wykonanych z tej heterostruktury a parametrami zakładanymi na podstawie projektu. Sekwencja powiązanych wzajemnie charakteryzacji heterostruktury, prostego modelowania numerycznego oraz pomiarów przyrządów umożliwia tę odpowiedź. Jest to przedmiotem tego komunikatu. Projekt heterostruktury Profile współczynnika załamania oraz rozkłady pola optycznego dla dwóch wersji projektowych asymetrycznych heterostruktur laserowych na pasmo 810 nm przedstawione są na rys. 1. Rozwiązania asymetryczne powinny umożliwić zwiększenie osiągalnej mocy optycznej dzięki przesunięciu pola optycznego na stronę n i minimalizację rezystancji [1, 2]. Wersje te różnią się jedynie parametrami geometrycznymi warstwy antyfalowodowej (a-wg. na rys. 1) "wstawionej" pomiędzy falowodem aktywnym (warstwa "potrójna" obejmująca studnię kwantową - wg 3l) i pasywnym (pass-wg.). Wpływ parametrów warstwy antyfalowodowej (składu, grubości warstwy i obszaru gradientowego) na rozkład pola optycznego można opisać ilościowo zmianą efektywnej grubości falowodu deff = d/Γ, gdzie d jest grubością warstwy aktywnej (studni kwantowej, QW) oraz Γ jest współczynnikiem przestrzennego przekrycia rozkładu pola optycznego i QW (confinement factor). Zmiany parametrów relatywnie cienkiej warstwy antyfalowodowej powodują znaczne zmiany rozkładu pola i deff, co widać na rys. 1: deff = 1,24 μm i 0,89 μm, odpowiednio dla wersji projektowych v.1 i v.2. Na wkładce na rys. 1 podane są też projektowane składy (x) poszczególnych [...]

Wpływ rezystancji termicznej na parametry elektrooptyczne i termiczne diod laserowych


  Rezystancja termiczna RT jest parametrem określającym ilościowo skuteczność odprowadzania ciepła generowanego przez diodę laserową (DL). Wskutek wzrostu temperatury w grzejącej się diodzie laserowej wzrasta ilość swobodnych nośników o energii na tyle dużej, aby móc opuścić studnię kwantową. Nośniki te mogą rekombinować niepromieniście lub promieniście z energią kwantu spoza pasma wzmocnienia. Wzrost temperatury DL wpływa na pogorszenie jej charakterystyk elektrooptycznych: podwyższenie prądu progowego, zmniejszenie sprawności kwantowej, przesunięcie widma emisji, a także przyspieszenie procesów degradacyjnych. Wyniki eksperymentalne Do badań wykorzystano DL z paskiem aktywnym o szerokości w = 100 μm i długością rezonatora 1 mm z heterostruktur wykonanych w ITME. Dla zmontowanych diod oprócz charakterystyk mocowo-prądowych zbadano przesuwanie się widma przy stałej repetycji i wydłużającym się czasie impulsu jak również sprawdzono wzrost temperatury złącza DL po włączeniu impulsu prądowego poprzez dynamiczne (z rozdzielczością czasową) pomiary spektralne przy pomocy kamery ICCD firmy Andor. W czasie trwania impulsu o długości 1 ms z repetycją 10 ms wykonywano 40 pomiarów widm z bramką 40 ns, kolejno przesuwanych co 25 μs. W ten sposób zbadano związek pomiędzy różnymi wartościami rezystancji termicznych wynikającymi z różnej jakości montażu chipów do chłodnicy, a parametrami elektrooptycznymi diod laserowych. W dalszej kolejności zmierzono rozkład temperatury w płaszczyźnie złącza przy użyciu wysokorozdzielczej kamery THERMOSENOSORIK 640 SM wyposażonej w detektor InSb (640 × 512 pikseli). Wyniki porównano z charakterystykami promieniowania w polu bliskim (NF). Wszystkie pomiary prowadzono przy I = 1 A, przy stabilizowanej temperaturze chłodnicy 15°C. Wyniki pomiarów elektrooptycznych Ocena zmiany temperatury ΔT przyrządu przy zmianie rozproszonej mocy ΔP pozwala wyznaczyć rezystancję termiczną RT. (1) [[...]

Badania degradacji diod laserowych na pasmo 808 nm

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono zmianę charakterystyk mocowo-prądowych i spektralnych diod laserowych (DL) pracujących w paśmie 808 nm podczas trwania testów starzeniowych. Ujawniono zmiany zachodzące w obrębie paska (obszaru) aktywnego poprzez obserwacje elektroluminescencji przez okno wytrawione w n-kontakcie. Zauważono, że defekty w pasku aktywnym dla wszystkich diod propagują się pod kątem 45o do kierunku rezonatora. Uzyskano lepszą wydajność mocy optycznej dla DL montowanych na podkładkach CuC w porównaniu z DL montowanymi bezpośrednio na chłodnicy Cu. Stwierdzono, że o długości życia diod laserowych decydują przede wszystkim jakość wykonania luster oraz technologia wprowadzającego naprężenia montażu chipów na chłodnicach a nie zastosowanie podkładki. Abstract. In this paper changes in light vs. current (L-C) and in spectral characteristics of laser diodes (LDs) emitting at 808 nm band, being performed while aging tests, are shown. The electroluminescence observations made by etched window in n-contact revealed the changes in the active stripe (region). It is significant that defects in the active stripe for all diodes are propagated at 45o angle measured from the direction of laser resonator. Better optical power efficiency was obtained for LDs mounted at CuC heat spreader than for those mounted directly at Cu heat sink. It was found out that the lifetime of LDs are not limited by using heat spreader but mainly by the quality of performance of laser mirrors and the technology of mounting laser chips which induce the strains. (The investigation of degradation of laser diodes emitting at 808 nm band). Słowa kluczowe: dioda laserowa, heterostruktura, badania starzeniowe, niezawodność diod laserowych. Keywords: laser diode, heterostructure, aging tests, degradation. Wprowadzenie Niezawodność diod laserowych (DL) dużej mocy - zdefiniowana jako zdolność przyrządów do pracy w sposób zadowalający w zdefiniowanym środowisku dla określonego przedziału czasu - [...]

Formowanie i stabilizacja rozkładu pola optycznego w płaszczyźnie złącza w diodach laserowych dużej mocy DOI:10.15199/13.2015.9.4


  W technologii krawędziowych diod laserowych falowód wzmocnieniowy można definiować ograniczając przepływ prądu jedynie do wybranego obszaru. Tylko on jest pompowany i dochodzi w nim do generacji. Jednym ze sposobów realizacji takiej konstrukcji jest implantacja jonów do silnie domieszkowanej warstwy podkontaktowej i warstwy p-emitera. Dzięki temu między metalizacją, a warstwą aktywną powstaje obszar izolujący. Wykorzystując rozpływ prądu w kierunku lateralnym oraz odpowiednio definiując obszar implantowany możliwe jest kształtowanie rozkładu wzmocnienia w rezonatorze. Dzięki temu możliwy jest wpływ na poziom wzmocnienia i prąd progowy poszczególnych modów rezonatora. Wyrównanie poziomu wzmocnień poszczególnych modów powinno ograniczyć efekt poszerzania emitowanej wiązki wraz ze wzrostem prądu wysterowania lasera [1]. Stabilną emisję wiązki uzyskuje się w sprzężonych fazowo matrycach (PLA - Phase Locked Arrays), jednak emisja zachodzi w postaci kilku wiązek składowych, a stratne obszary w strukturze powodują spadek sprawności (S) i wzrost prądów progowych (Ith). Uzyskanie rozkładu wzmocnienia w laserze BA podobnego do tego w PLA (rys. 1) powinno podnieść stabilność emitowanej wiązki bez pogorszenia wymienionych parametrów lasera. W tym celu zaproponowano konstrukcję lasera o periodycznym rozkładzie wzmocnienia (MSG - Multistripe Gain) [2, 3], w którym nieduża zmiana efektywnego współczynnika załamania nie spowoduje wzbudzenia supermodów, jak w przypadku PLA [5]. Model lasera o periodycznym profilu wzmocnienia Rozkłady wzmocnienia modowego w strukturach MSG zostały wyznaczone w środowisku FIMMWave (Photon Design) wykorzystującym metodę FMM (Film Mode Matching). FIMMWave umożliwia obliczenia w dziedzinie liczb zespolonych i możliwa jest implementacja strat i wzmocnienia (ujemne straty) w falowodach. Modele laserów bazowały na asymetrycznej heterostrukturze GaAsP/AlGaAs/GaAs [4]. Rysunek 2 przedstawia schemat modeli laserów [...]

Hot embossing method for development of soft glass microoptic components with broadband infrared transmission DOI:10.15199/ELE-2014-205


  Recently we have witnessed a dynamic progress in research and applications of optoelectronics within the infrared (IR) spectrum. In this wavelength range most of the commonly used optical materials such as fused silica glass cannot be used due to high attenuation beyond 2 [mikro]m. There are other materials, suitable for this range, like single crystalline germanium, zinc selenide, chalcogenide glass or GASIR glass [1]. The main problems with the abovementioned materials concern their fabrication, toxicity, relatively high cost and lack of transparency within the visible light range. Therefore it is necessary to study new materials that could be used for the low-cost production of optical components for mid-IR. One of the solutions are the polymer materials. They are low-cost and easy to process, but also show low thermal durability and variation of their optical parameters over time. A possible alternative solution to these problems is to use heavy metal oxide soft glasses. One of the low-cost methods used in the fabrication of optical elements is hot embossing [2], especially appropriate for fabricating polymer elements. The HE method can also be used with glass, but this involves several problems of technical kind. First, the process requires higher temperatures 400-900°C, depending on the composition of the glass used. Secondly, the process requires better temperature stabilization to make the hot glass malleable but not molten and to avoid crystallization. Thus, using soft glasses to fabricate elements with the HE method requires a series of tests to optimize the choice of material and the process. Selection of glasses and materials for mold One of the most important stages of work with a hot embossing system is the choice of the material for the mold, as its thermal expansion coefficient must be close to that of the molded material. Moreover the molded [...]

Zastosowanie tlenku grafenu i grafenu w technologii diod laserowych DOI:10.15199/48.2015.09.01

Czytaj za darmo! »

Wykazano, że tlenek grafenu na krawędziach bocznych chipa laserowego powoduje zmniejszenie rezystancji termicznej diody laserowej. Obserwowane jest również zmniejszenie temperatury samego chipa laserowego. Natomiast tlenek grafenu na n-kontakcie powoduje zwiększenie temperatury chipa. Na n-kontakcie korzystne jest zastosowanie grafenu. Pokazano przesuwanie się charakterystyk spektralnych przy zastosowaniu tlenku grafenu i grafenu, jak również zmiany ugięcia chipa laserowego w obecności tlenku grafenu i grafenu. Pomiary wykonano dla diod na pasmo 880 nm. Abstract. It has been shown that covering side walls of a laser diode’s chip with graphene oxide (GO) results in reduction of the laser diode's thermal resistance. Reduction of the temperature of the diode itself is also observed. In turn, additional covering the n-contact of the chip with GO results in the diode's temperature increase. On the other hand, alternative application of a chemical graphene layer in this place gives further temperature decrease. This can be explained by much higher emissivity of graphene layer compared to GO. The shifts of lasing spectral characteristics (in the 880 nm band) as well as changes in chip's deflection connected with GO and graphene applications are also shown. (Application of graphene oxide and graphene in laser diodes technology). Słowa kluczowe: tlenek grafenu, grafen, dioda laserowa, charakterystyki spektralne, rezystancja termiczna, pomiary termowizyjne. Keywords: graphene oxide, graphene, laser diode, spectral characteristics, thermal resistance, thermal measurements. Wprowadzenie Diody laserowe wytwarzają duży strumień ciepła podczas pracy, dlatego w celu skutecznego rozpraszania ciepła, a tym samym osiągnięcia lepszych parametrów elektro-optycznych są lutowane na chłodnicy 'stroną p-do dołu'. Autorzy sprawdzili możliwość dodatkowego odprowadzenia ciepła z obszaru aktywnego diody laserowej do chłodnicy poprzez zastosowanie warstwy tlen[...]

Materiały i przyrządy optoelektroniczne dla zastosowań w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni DOI:10.15199/13.2018.3.9


  Obszary zastosowań koherentnych źródeł emitujących w zakresie NIR - MidIR Wzrost zainteresowania koherentnymi źródłami promieniowania w paśmie podczerwieni, bliskiej (NIR - długość fali λ do 2,5 μm) i średniej (MidIR - 2,5 - 25 μm) w ciągu ostatnich lat wiąże się z odkryciami nowych zjawisk/własności lub nowych aspektów znanych zjawisk i wynikającymi z nich możliwościami zastosowań. Równolegle, rozwój technologii materiałowych umożliwia konstrukcję efektywnych przyrządów na to pasmo. Dotyczy to zastosowań cywilnych jak i obszaru obronności. Istotne jest, że pasma te uznane są za ‘bezpieczne dla oka’ (promieniowanie o długościach fal λ powyżej 1,4 μm praktycznie całkowicie absorbowane jest przez ciało szkliste oka, co ochrania siatkówkę). Dlatego emitery na ten zakres spektralny można stosować zarówno w systemach zamkniętych jak i otwartych - do wolnej przestrzeni. Poniżej omówione są skrótowo niektóre zastosowania gospodarcze i specjalne: ● Detekcja gazów (np. H2O, CO2, N2O) prowadzona w warunkach lokalnych przy mocach rzędu 15 μW oraz w systemach dalekiego zasięgu jak LIDAR lub satelitarny monitoring gazów cieplarnianych z zastosowaniem nanosekundowych impulsów promieniowania o energii rzędu 90 mJ; ● Pomiary atmosfery (np. zachmurzenie, prędkość wiatru, koncentracja pary wodnej). Wykorzystywany jest fakt, że promieniowanie z zakresu 2 μm absorbowane jest w powietrzu jedynie przez parę wodną (linia absorpcyjna ok. 1,9 μm), jednocześnie tuż obok dla λ powyżej 2,1 μm występuje okno transmisyjne (rys. 1, czerwone zaznaczenie); Rys. 1. Transmisja wody i wynikowa (z uwzględnieniem wszystkich składowych) transmisja atmosfery Fig. 1. Water transmission and resultant (taking all constituents) atmosphere transmission Elektronika 3/2018 33 Telekomunikacja w wolnej przestrzeni - wykorzystywane jest ww. okno atmosferyczne w paśmie 2 - 2.5 μm. Z powodu s[...]

 Strona 1