КАРТОЧКА ПРОЕКТА ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКОЙ РАБОТЫ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 23-91-06601
НазваниеРазработка конструкции и технологии изготовления одночастотных квантово-каскадных лазеров среднего инфракрасного диапазона 4-9 мкм
Руководитель Соколовский Григорий Семенович, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук , г Санкт-Петербург
Конкурс №3017 - Выполнение прикладных научных исследований в рамках стратегических инициатив Президента Российской Федерации в научно – технологической сфере в области производства приборов на основе квантовых эффектов и элементов наноэлектроники и молекулярной электроники
Область знания, основной код классификатора 11 - Технологическое направление «Микроэлектроника»; 11-711 - Технологии (технологические маршруты) изготовления приборов на основе квантовых эффектов и элементов наноэлектроники и молекулярной электроники
Ключевые слова Квантовые каскадные лазеры, распределённая обратная связь, одночастотная генерация, средний инфракрасный диапазон, беспроводная оптическая связь, спектроскопия
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Ожидаемые результаты
В ходе реализации предлагаемого проекта будет решен широкий круг научно-технических задач, которые обеспечат значительный прогресс в разработке ККЛ среднего ИК диапазона и развитие их применений в системах биомедицинской диагностики, беспроводной оптической связи, гиперспектральной визуализации, мониторинга окружающей среды, для систем неразрушающего контроля, обеспечения безопасности и противодействия терроризму и других важных приложений, характеризуемых первостепенной научной и общественной значимостью и имеющих перспективы стремительного развития в ближайшие годы.
Планируемые результаты проекта соответствуют передовому мировому уровню и могут быть разделены на несколько тематических групп:
Разработка конструкции активной области и волновода для создания ККЛ с обратной связью на периодических оптических неоднородностях
- Будут проведены исследования механизмов внутренних потерь в резонаторах ИК ККЛ и разработаны новые технологические подходы к формированию резонаторов, позволяющие снизить пороговые токи.
- Будут разработаны технологичные подходы к формированию резонатора ИК ККЛ, обеспечивающие эффективное охлаждение для работы в непрерывном режиме генерации.
- Будет разработана технология МПЭ роста предложенных новых конструкций многослойных гетероструктур ККЛ, обеспечивающих формирование резонатора ККЛ с обратной связью на основе оптических неоднородностей.
Новые подходы к реализации одномодовой генерации ирасширение спектрального диапазона перестройки:
- Будет исследовано влияние структуры периодических оптических неоднородностей пороговые и спектральные характеристики выходного излучения ККЛ.
- Будет разработана технология постростовой обработки гетероструктур ККЛ для формирования на них резонаторов ККЛ с периодическими оптическими неоднородностями и получены экспериментальные образцы ККЛ.
- Будут изготовлены полосковые РОС и РБЗ ККЛ, обеспечивающие одночастотную генерацию.
Полученные в ходе выполнения проекта результаты фундаментальных исследований будут использованы при дальнейших прикладных разработках, направленных на улучшение характеристик ККЛ, необходимых для практических применений. К их числу относится в том числе повышение выходной мощности, расширение диапазона перестройки частоты, повышение стабильности и сужение ширины линии генерации, улучшение направленности излучения. Полученный технологический задел по созданию одночастотных РОС и РБЗ ККЛ в дальнейшем может быть использован для систем спектроскопии, оптических систем связи, гиперспектральной визуализации что откроет массу возможностей для развития новых прикладных исследований и разработок, востребованных для применений в промышленности, медицине, сельском хозяйстве, системах связи и для обеспечения безопасности.
Разработанные одночастотные квантово-каскадные лазеры должны демонстрировать следующие характеристики:
- Длина резонатора 0.5-5 мм
- Ширина полоска 5-20 мкм
- Спектральный диапазон 4-9 мкм
- Максимальная выходная мощность не менее 20 мВт
- Рабочая температура 288-323 К
- Режим генерации – непрерывный
- Величина подавления боковых мод не менее 20 дБ
- Кристаллы экспериментальных образцов одночастотных ККЛ должны быть смонтированы на теплоотводы
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ