1/2016

Ennätyslasereita uusille aallonpituuksille

Keltaista ja punaista valoa lähettäviä lasereita on ollut vaikea valmistaa, mutta niille olisi käyttöä monella alalla. Ville-Markus Korpijärven väitöstyössään valmistamat, ennätyksiä rikkovat laserit paikkaavat tätä puutetta.

Keltainen puolijohdekiekkolaser

 

Puolijohdekiekkolaser lähettää suuritehoista ja korkealaatuista keltaista laservaloa, jota monet sovellukset kaipaavat.

 

Puolijohdelasereita on opittu räätälöimään monipuolisesti eri sovellusten tarpeisiin. Niistä onkin tullut yleisimmin käytetty lasertyyppi, jonka sovellukset ulottuvat optisesta tiedonsiirrosta materiaalintyöstöön. Puolijohdelasereiden etuja ovat erityisesti pieni koko ja korkea hyötysuhde. Puolijohdelaserit voidaan säätää toimimaan halutulla aallonpituudella muuttamalla vahvistinkiteen koostumusta.

Kirkasta keltaista ja punaista

Perinteisten kidemateriaalien säätövara ei kuitenkaan riitä kattamaan kaikkia tärkeitä aallonpituuksia. Erityisesti näkyvän spektrin kelta-punaiset aallonpituudet on ollut vaikea kattaa nykyisillä puolijohdemateriaaleilla. Korpijärvi valmisti molekyylisuihkuepitaksiaa käyttäen kiteitä, jotka sisälsivät erittäin ohuita valoa vahvistavia GaInNAs-kvanttikaivokerroksia. Hänen onnistui valmistaa ensimmäiset ulostuloteholtaan yli kymmenen watin puolijohdekiekkolaserit 1180¬ ja 1230 nm aallonpituuksille. Nämä laserit voitiin muuntaa epälineaarisen optiikan keinoin erittäin kirkkaiksi keltaista ja punaista valoa lähettäviksi lasereiksi.

– Valmistamiemme lasereiden lähettämät valotehot ovat ennätyssuuria, mikä tekee niistä hyödyllisiä monissa sovelluksissa. Erityisen huomionarvoista on, että valmistetut laserit toimivat kelta-punaisella aallonpituusalueella, jolle ei aiemmin ollut saatavilla käytännöllisiä ja tehokkaita lasereita. Näillä aallonpituuksilla toimivilla lasereilla olisi laajasti käyttöä lääketieteessä, spektroskopiassa, astronomiassa ja laserprojektoreissa, Ville-Markus Korpijärvi kertoo.

Tutkijat TTY:n Optoelectronics Research Centressä eli ORC:ssa  ovat jo päässeet selvittämään uusien lasereiden käyttömahdollisuuksia.

– ORC:n jatkoprojekteissa tutkitaan työssä kehitettyjen ja vastaavien lasereiden käyttöä syöpien ja ihotautien hoidossa, laserprojektoreissa sekä kvanttioptiikassa, Korpijärvi sanoo.

Tulossa keltainen diodilaser

Korpijärven valmistamat puolijohdekiekkolaserit ovat ulostuloteholtaan ja säteenlaadultaan erinomaisia valonlähteitä. Kokonsa puolesta ne kuitenkin häviävät diodilasereille. Tämän vuoksi Korpijärvi valmisti myös ennätystehokkaan 1180 nm diodilaserin perustuen samaan GaInNAs-vahvistinmateriaaliin. Spektrinlaadun parantamiseksi laseriin tehtiin pintahila erityisellä nanopainotekniikalla. Tämä kompakti laser emittoi ennätykselliset 340 mW. Työ tämänkin laserin muuntamiseksi toimimaan keltaisella spektrialueella on käynnissä.

Ville-Markus Korpijärven väitöskirja High-Power Dilute Nitride Lasers Grown by Molecular Beam Epitaxy tarkastettiin TTY:llä marraskuussa 2015. Nykyisin hän työskentelee prosessinkehitysinsinöörinä Okmetic Oyj:ssä.

Teksti: Sanna Schildt
Kuva: Antti Härkönen

 
Kerro kaverille
Valo tuottaa liikettä
Valo tuottaa liikettä
1/2016
Valo tuottaa liikettä
Laser paljastaa veden epäpuhtaudet
Laser paljastaa veden epäpuhtaudet
1/2016
Laser paljastaa veden epäpuhtaudet
Valoa strategiaan
Valoa strategiaan
1/2016
Valoa strategiaan
Ei ihan gravitaatioaaltoja, mutta valon nopeutta kumminkin
Ei ihan gravitaatioaaltoja, mutta valon nopeutta kumminkin
1/2016
Ei ihan gravitaatioaaltoja, mutta valon nopeutta kumminkin
Euroopan tiede- ja taideakatemia kutsuu
Euroopan tiede- ja taideakatemia kutsuu
1/2016
Euroopan tiede- ja taideakatemia kutsuu
Tunneäly yhdistää ihmiset, tekniikan ja talouden
Tunneäly yhdistää ihmiset, tekniikan ja talouden
1/2016
Tunneäly yhdistää ihmiset, tekniikan ja talouden
Anna aihe kandityöhön
Anna aihe kandityöhön
1/2016
Anna aihe kandityöhön
Lasten akatemiassa opitaan roboteista
Lasten akatemiassa opitaan roboteista
1/2016
Lasten akatemiassa opitaan roboteista
Uudet professorit esittäytyivät TTY-viikolla
Uudet professorit esittäytyivät TTY-viikolla
1/2016
Uudet professorit esittäytyivät TTY-viikolla

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi