Definitivt genombrott för halvledarlaserteknik

av Bjarne Nyman Forum 1996-02, sida 12, 22.02.1996

EFTER LÅNG FORSKNING:

Definitivt genombrott för

HALVLEDARLASERTEKNIK

MED BLÅ LASER KAN MAN PACKA INFORMATION I OPTISKA MEDIER MYCKET TÄTARE ÄN TIDIGARE.

en intensiva forskningen ihalvledarlaboratorierna världen över ser ut att leda till ett stort antal praktiska tillämpningar inom den närmaste framtiden. Rapporterna om nya framsteg på området haglar nu tätt. I månadsskiftet januari/februari demonstrerade det japanska företaget Nichla sin stabila blå pulslaser och några dagar senare meddelade Sony att de lyckats ta fram en stabil balvledarlaser i det blågröna området. Det röda och infraröda våglingdsområdet är sedan länge bekant och används idag i all den apparatur som har beteckningen “”laser”, t.ex. skrivare, kopiatorer och moderna telefaxapparater. Det är också denna typ av laserljus som förmedlar informationen i optiska kablar. Nackdelen med det röda laserljuset är just färgen, d.v.s. våglängden hos ljuset. För det första vill man naturligtvis ha fler färger för ögat att uppfatta och för det andra kan man åstadkomma betydligt större precision —srnalare laserstråle, bättre fokusering —när man går mot kortare våglängder, alltså från den röda delen i spektret mot den blå och violetta delen. Problemet har varit och är fortfarande att få fram tillräckligt stabilt laserljus vid kortare vågEingder och normala temperaturer Till exempel rapporterna från Sony anger följande milstolpar i utvecklingen: 1992: blå halvledarlaser 1447 nm) 1993: blågrön halvledarlaser (523 nm) 1993: blå halvledarlaser (489,9 nm) 1994: blågrön halvledarlaser (507 nm), en timme 1995: blågrön halvledarlaser [510 nm), 4,3 timmar 1996: blågrön halvledarlaser (515 nm), 101,5 timmar, uteffekt 1 mW. Huvudorsaken till att många elektronikföretag och universitetslaboratorier världen över sysslar med denna typ av förskning är laserljus med kortare våglängd kan användas för att packa informationen i optiska medier mycket tätare än vad nu är möjligt (CD-skivor, se ruta). Men det är inte enbart informations- och datasidan som kan bli betjänta av den nya tekniken. Enligt forskarna på området kommer applikationsmöjligheterna

Bjarne Nyma att bli så gott som obegränsade. Man talar om kirurgi kemiska analysmetoder, tillverkning av integrerade kretsar, datakommunikation …

Vid den världsomspännande branschkonferensen i San José i slutet av januari, där bl.a. japanska Nichia presenterade sina senaste rön, kunde deltagarna med egna ögon se hur vackert och klart ljus kan åstadkommas med den senaste tekniken. I motsats till Sony och många andra som kör på den s.k. ZnSSe-linjen (zinkselenid), utvecklar Nichia sin teknik enligt den GaN-linjen (galliumnitrid), där det tycks vara lättare att komma upp till högre effekter i det utgående ljuset.

Den blågröna pulserande laser Nichia visade hade stabiliteten 3600 timmar vid rumstemperatur och uteffekten 20 mW.

Den applikation för dylika laserLEDljus (light emitting diode), som många antar komma först ut på marknaden, är trafikljus. När färgerna nu finns och effekten och stabiliteten börjar bli tillräcklig lär det inte räcka länge tills tekniken kommer in vardagen. Fördelarna me laserbaserade trafikljus är många. För det första är ljusen så klara att det inte finns något som helst problem för ögat att upptäcka ljuset t.ex. i klart solsken. För det andra är dylika ”lampor” mer eller mindre underhållsfria och slits inte ut, För det tredje är effektförbrukningen endast en bråkdel jämfört med dagens lampor.

Redan idag vore det möjligt att byta ut de röda lamporna i trafikljusen mot motsvarande LED-ljus. Man har beräknat att ett byte skulle betala igen sig inom tre år. Det gula ljuset i laserLED-form har också funnits en tid och nu kommer alltså den gröna ingrediensen.

I Finland leds forskningen i halvledarlasrar av en forskningsgrupp med professor Markus Pessa vid Tekniska högskolan i Tanumerfors i spetsen. Gruppen arbetar med GaN-tekniken och har fram till dags dato nått en stabilitet på ett par timmar, vilket är Europarekord, men man ligger klart efter de japanska elektronikföretagen. Nu förväntar man sig att EU skall satsa pengar på området för att japanerna inte skall få alltför långt försprång. &

FORUM NR 2/96