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美国国防部制定VIGIL计划 高功率绿光激光器指日可待

2008-01-25 10:16
野明月
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      美国国防部高等研究计划局(DARPA)推动名为VIGIL(Visible InGaN Injection Lasers)的三年计划,希望利用掺铟(In)的非极性(non-polar)氮化镓(GaN)基板及低缺陷的晶体生长技术,来制造实用且高功率的绿光二极管激光器(laser diode)。一旦制作出室温下能操作的绿光激光器,该计划将于第二、三阶段将连续波输出功率提升至100 mW及1 W。

      参与该计划的研究团队以美国为主,预计在2009年中制造出波长500 nm的高功率半导体激光器。计划经理Henrik Temkyn指出,技术上的难题之一是如何将绿光由氮化物材料中导出;在氮化镓中掺入越多的铟,光的输出效率就越低。

      该计划主要是透过降低高铟含量氮化铟镓中的缺陷,来提高激光器效率。不过加州大学圣塔芭芭拉分校的研究团队发现采用非极性的氮化镓可以提升LED的发光效率,并制造出不需氮化铝镓批覆层的氮化镓激光器,他们将在VIGIL计划中应用这项专长。

      乔治亚理工学院的团队除了研究非极性氮化镓之外,同时也将探讨低缺陷基板与应力管理,后者最近已成功应用到绿光LED上。参与VIGIL计划的单位还有南卡罗莱那大学、TDI公司、以色列理工学院、帕罗奥图研究中心(the Palo Alto Research Center)、堪萨斯州立大学、亚利桑纳州立大学与波兰科学院的高压研究中心。这些团队多半具备以金属有机化学气相沈积法(MOCVD)制备激光二极管的技术,而由Sylwester Porowski领导的波兰团队则打算以分子束外延(MBE)在近乎无缺陷的GaN基板上沉积InGaN。

       亚利桑纳州立大学宣布获得VIGIL计划八十万美元的补助,该团队正在以穿透式电子显微镜(Transmission Electron Microscopy, TEM)研究不同氮化铟镓材料结构对于其电性与光学特性的影响。

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