Elimination of catastrophic optical mirror damage in high-power laser diodes using multi-section waveguides
Yüksek güçlü lazer dıyotlarda çok bölümlü dalga kılavuzları kullanarak yıkıcı optık ayna hasarının ortadan kaldırılması
- Tez No: 756174
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Mühendislik Bilimleri, Science and Technology, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Yüksek güçlü lazer diyotlar (LD) için süregelen problemlerden biri, ticari yüksek güçlü LD'lerin çalışma güç seviyesini ve kullanım ömrünü sınırlayan, yıkıcı optik ayna hasarı (COMD) olmuştur. LD'nin yüzeyi kritik bir sıcaklığa ulaşır ve bu da geri dönüşü olmayan bir cihaz hasarı olan COMD'ye neden olur. Bu çalışmada, LD çıkış yüzeyini ısı üreten lazer bölgesinden uzaklaştıran bir dalga kılavuzu yapısı oluşturarak çok bölümlü LD'ler ürettik. Bu yöntem, LD dalga kılavuzunu elektriksel olarak yalıtılmış lazer ve pencere bölümlerine ayırır. Lazer bölümü, yüksek çıkış gücü elde etmek için yüksek akımda akımda çalışırken pencere bölümü ihmal edilebilir ısı üretimi olan düşük bir akımda pompalanır. Bu tasarım lazer bölümünün LD yüzeyi üzerindeki termal etkisini kısıtlar ve pencere bölümü lazer ışığının çıkış yüzeyine kayıpsız taşınmasına izin verir. İlk olarak, standart geniş alanlı LD ile çok bölümlü dalga kılavuzuna sahip LD'leri maksimum ulaşılabilir güce kadar karşılaştırdık. Standart LD'ler COMD arızaları gösterirken, çok bölümlü dalga kılavuzlu yapısındaki LD'lerde COMD hasarı oluşmadığını gözlemledik. Daha sonra, yöntemimizi dar dalga kılavuzlu lazer diyotları ve farklı genişliklere sahip dizin lazerler üzerinde uyguladık ve benzer lazer yüzeyi soğumasını bu lazerlerde de gözlemledik. Bu nedenle, özgün tekniğimiz ve elde ettiğimiz sonuçlar, çok bölümlü dalga kılavuzu yönteminin geniş alan, dar dalga kılavuzu ve dizin/bar gibi çeşitli LD türleri için önemli güvenilirlik geliştirmesi sağladığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
One of the solid constraints of high-power laser diodes (LDs) has been catastrophic optical mirror damage (COMD), restricting the operating power level and lifetime of commercial high-power laser diodes (LDs). The output facet of LD reaches a critical temperature leading to COMD, a permanent device failure. Here, we fabricate multi-section LDs by tailoring the waveguide structure along the cavity that distances the output facet from the heat-generating lasing region. This method splits the LD waveguide into electrically isolated laser and window sections along the cavity. The laser section is operated at a high current to achieve high output power, and the window is biased at a low current with minor heat generation. This technique limits the thermal impact of the laser section on the facet, and the window section enables lossless transport of the laser to the output facet. First, we compared standard broad area laser diode with multi-section waveguide LDs up to the maximum achievable power. While traditional single-section LDs show COMD failures, the multi-section waveguide LDs are COMD-free. Next, we implemented our method on narrow waveguide laser diodes and array lasers with different widths and confirmed the cooling effect on the fabricated LD facet. Therefore, our novel technique and results show that the multi-section waveguide method provides substantial reliability improvement for various LD types, such as broad-area, narrow waveguide, and array/bars.
Benzer Tezler
- Novel concepts in high power semiconductor lasers
Yüksek güçlü yarıiletken lazerlerde yeni kavramlar
SEVAL ARSLAN
Doktora
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Süpernovalarla ilişkili gama ışın patlamalarının (GRB), gama ve optik-ışın özellikleri arasındaki ilişki
Correlation between optical and gamma-ray properties of gamma-ray bursts associated with supernovae
ÖZGECAN ÖNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul ÜniversitesiAstronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. TALAT SAYGAÇ
DOÇ. DR. MASSİMO DELLA VALLE
- Optik lif ortamında dağılmış veri arabağı modellemesi
Fiber distributed data interface
AHMET UĞURKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. EMRE HARMANCI
- Rüzgar türbinlerinde kestirimci bakım stratejisi için arıza modları ve etkilerinin analizi
Analysis of failure modes and effects for predictive maintenance strategy in wind turbines
MERT ÖZHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER
- Tanker terminal bağlama operasyonlarının modellenmesi
Modelling terminal mooring operations of tankers
ALİ CEM KUZU
Doktora
Türkçe
2018
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZCAN ARSLAN