Работа посвящена созданию и исследованию мощных AlGaInN светодиодных излучателей с длиной волны излучения 460–480 нм для накачки твердотельных лазеров. Исследованы электрические, спектральные, мощностные и тепловые характеристики в широком диапазоне токов, непрерывном и импульсном режиме. Предложена конструкция светодиодных матриц, обеспечивающая плотную «упаковку» СД, их электрическую коммутацию и эффективный теплоотвод, а также разработан блок питания на широкий импульсный диапазон.
Разработанный излучатель собран на основе наиболее мощных и эффективных на сегодняшний день СД LE Q8W ( Osram) и предназначен, в первую очередь, для накачки твердотельного лазера Ti: Sapphire, полоса поглощения, которого хорошо согласована со спектром излучения используемых СД. Достигнутая плотность мощности оптической накачки в импульсном режиме составляет ~ 25 Вт/мм2, что отвечает превышению порога генерации.
1. Алфёров Ж.И., Андреев В.М., Гарбузов Д.З., Давидюк Н.Ю, Ларионов В.Р., Пашинин П.П., Прохоров А.М В.Л. Румянцев, Тучкевич В.М, Халеев М.М. Модель полупроводниковой накачки YAG: Nd лазера на основе плоских светодиодов в системе AlAs-GaAs // ЖТФ. – 1975. – Т. 45. – № 2. – С. 368–373.
2. Farmer, G.I., Kiang, Y.C. Low-currentdensity LED-pumped Nd: YAG laser using a solid cylindrical reflector // J. Appl. Phys., 1974, Vol. 45, # 3, pp. 1356–1371.
3. Закгейм А.Л., Макушенко В.М., Марахонов В.М., Никишин С.А., Сейсян Р.П. Повышение мощности излучения ОКГ на основе АИГс полупроводниковой системой накачки // Письма в ЖТФ. – 1978. – Т. 4. – № 12. – С. 699–705.
4. Галкин С.Л., Закгейм А.Л., Марахонов В.М., Николаев В.М., Павлюк А.А., Петрович И.П., Петрунькин В.Ю., Шкадаревич А.П., Яржемковский В.Д. Лазер на кристалле KGd(WO) с полупроводниковой системой накачки // ЖПС. – 1982. – Т. 37. – № 2. – С. 38–43 [Galkin, А.L., Zalgeim, A.Л., Markhonov, V.M., Nikolaev, V.М., Pavlyuk, А.А., Petrovich, I.P., Petrun’kin, V. Yu., Skadarevich, А.P., Yarzhemkovskii, V.D. Crystalline KGd (WO4)2 laser with a semiconductor pump system // Journal of Applied Spectroscopy, 1982, Vol. 37, # 2, pp. 886–888].
5. Moulton, P.F., Cederberg, J.G., Stevens, K.T., Foundos, G., Koselja, M., Preclikova, J. Optimized InGaN-diode pumping of Ti: sapphire crystals // Optical Materials Express, 2019, Vol. 9, # 5, pp. 2131–2146.
6. Thomas, G.M., Minassian, A., Sheng, X., Damzen, M.J. Diode-pumped Alexandrite lasers in Q-switched and cavity-dumped Q-switched operation // Opt. Express, 2016, Vol. 24, # 24, pp. 27212–27224.
7. Piprek, J. Comparative efficiency analysis of GaN-based light-emitting diodes and laser diodes // Phys. Status Solidi, 2010, A 207, # 10, pp. 2217–2225.
8. Turnbull, G.A., Yang, Y., Shaw, P., Ruseckas, A., Samuel, I.D.W. Light-emitting diode pumped polymer lasers // Proc. of SPIE, 2008, Vol. 7051, pp. 70511E1–11.
9. Villars, B., Steven, H., Durfee, C.G. Design and development of a high-power LEDpumped Ce: Nd: YAG laser // Optics Letters, 2015, Vol. 40, # 13, pp. 3049–3052.
10. Pichon, P., Barbet, A., Blanchot, J.P., Druon, F., Balembois, F., Georges, P. LEDpumped alexandrite laser oscillator and amplifier // Optics Letters, 2017, Vol. 5, # 10, pp. 1236–1239.
11. Pichon, P., Barbet, A., Blanchot, J.P., Druon, F., Balembois, F., Georges, P. Light-emitting diodes: a new paradigm for-Ti: sapphire pumping // Optica, 2018, Vol. 42, # 20, pp. 4191–4194.
12. Taleb, H., Blanc, C.L., Thellier, E., Pichon, P., Druon, F., Balembois, F., Georges, P. LED-pumped femtosecond Cr: LiSAF regenerative amplifier system // Opt Lett., 2021, Vol. 46, # 10, pp. 2421–2424.
13. Taleb, H., Blanc, C.L., Thellier, E., Pichon, P., Druon, F., Balembois, F., Georges, P. LED-pumped Cr: LiSAF laser system operating at 100 Hz based on a multipass amplifier // Optics Letters, 2022, Vol. 47, # 14, pp. 3543–3546.
14. Shchekin, O.B., Epler, J.E., Trottier, T.A., Margalith, T., Steigerwald, D.A., Holcomb, M O., Martin, P S., Krames, M.R. High Performance Thin-Film Flip-Chip InGaNGaN Light-Emitting Diodes // Appl. Phys. Lett., 2006, Vol. 89, # 7, 071109 p.
15. Laubsch, A., Sabathil, M., Baur, J., Peter, M., Hahn, B. High-power and high-efficiency InGaN-based light emitters // IEEE Trans. Electron. Devices, 2010, Vol. 57, # 1, pp. 79–87.
16. Закгейм А.Л., Аладов А.В., Иванов А.Е.,Тальнишних Н.А., Черняков А.Е. Предельные энергетические возможности мощных AlIn-GaN-светодиодов // Письма в ЖТФ. – 2022. – Т. 48. – № 4. – С. 33–36. [Zakgeim, A.L., Aladov, A.V., Ivanov, A.E., Talnishnikh, N.A., Chernyakov, A.E. Limiting Energy Capabilities of Powerful AlInGaN LEDs // Technical Physics Letters, 2022, Vol. 48, # 4, pp. 192–195].
17. URL: www.osram.com/ecat/OSRAM%20OSTAR%C2%AE%20Projection%20Compact%20LE%20B%20Q8WP/com/en/class_pim_web_catalog_103489/prd_pim_device_2191200/ (дата обращения: 18.01.2023)
18. Закгейм А.Л., Черняков А.Е. Измери-тельный комплекс для получения спектрорадиометрических, фотоколориметрических тепловых характеристик полупроводниковых излучателей // Светотехника. – 2013. – № 4. – С. 51–56. [Zakgeim, A.L., Chernyakov, A.E. A Measuring System for Obtaining Spectroradiometric Photocalorimetric and thermal characteristics of semiconductor radiators // Light & Engineering, 2013, Vol. 21, # 4, pp. 64–70].
19. URL: www.mentor.com/products/mechanical/micred/t3ster/ (дата обращения: 10.03.2023)
20. McAllister, A., Bayerl, D., Kioupakis, E. Radiative and Auger recombination processes in indium nitride // Appl. Phys. Lett., 2018, Vol. 112, # 6, 251108 p.
21. URL: standards.globalspec.com/std/1519964/JEDEC%20JESD%2051–52 (дата обращения: 10.03.2023)
22. Закгейм А.Л., Курышев Г.Л., Мизеров М.Н., Половинкин В.Г., Рожанский И.В., Черняков А.Е. Исследование тепловых процессов в мощных InGaN/GaNфлип-чип светодиодах с использованием инфракрасной тепловизионной микроскопии // Физика и техника полупроводников. – 2010. – Т. 44. – № 3. – С. 390–396 [Zakgeima, A. L., Kuryshev, G. L., Mizerov, M. N., V.G. Polovinkin, V. G., Rozhansky, I. V., Chernyakov, A. E. A Study of Thermal Processes in HighPower InGaN/GaN FlipChip LEDs by IR Thermal Imaging Microscopy // Semiconductors, 2010, Vol. 44, # 3, pp. 373–379].
23. Chernyakov, A.E., Aladov, A.V., Zakgeim, A.L., Belov, I., Belov, V.F. Modeling of Temperature Distribution Induced by Thermo-Mechanical Deformation of High-Power AlInGaN LED Arrays // Proceedings Paper THERMINIC2019–2019 25th International Workshop Thermal Investigations of ICs and Systems, Vol. 25, 2019, 8923617 p.

• Предыдущая статья
• Следующая статья

• светодиод
• СД
• AlInGaN
• светодиодный излучатель
• накачка
• Ti: Sapphire
• спектральные характеристики
• мощностные характеристики