KUANTAY

Kuantum Çağlayan Lazerler, Aygıtlar Ve Uygulamaları

KUANTAY Platformunda, Kuantum Çağlayan Lazerlerin (KÇL) yerli ve milli olarak üretilmesi ve farklı uygulamalar amaçlı prototip sera gazı algılama, kanda üre tayini ve yüksek optik çıkış güçlü aygıt üretimi planlanmaktadır. Proje kapsamında, KÇL’lerin orta ve uzak kızılötesi bölgede ışıma verecek şekilde hesaplamaların yapılması, hesaplamalar sonucunda belirlenen yapıların büyütülmesi, yüksek güçlü aygıtların fabrikasyonları ve sağlık, çevre ve savunma gibi alanlarda uygulamalarının geliştirilmesi yapılacaktır. İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü’nün yönetici olarak yer aldığı projede, ASELSAN A.Ş., Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Atatürk Üniversitesi, ASELSAN Hassas Optik A.Ş., TEKNOMA Ltd. Şti., ELEKTRAL A.Ş., Karadeniz Teknik Üniversitesi ve Dokuz Eylül Üniversitesi yer almaktadır. KUANTAY araştırma programında Proje-1 de ASELSAN tarafından süperörgü tasarımları ve benzeşimleri yapılacaktır. Proje-2 de bu tasarımlara göre katmanlar MOCVD ile Sivas Cumhuriyet Üniversitesinde büyütülecektir. Proje-5 de İYTE tarafından mikrofabrikasyonla aygıt haline getirilen KÇL’ler, Proje 10 da Karadeniz Teknik Üniversitesi’nde facet kaplama ve ayırma işlemine tabi tutulacaktır. Proje 7 de TEKNOMA tarafından facet yüzeylerine AR kaplama ve yüksek yansıtıcılı kaplamalar yapılacaktır. Bu KÇL’lerin facet yüzeylerine çalışma verimini arttırmak için; geniş veya dar bantta fonksiyonellik gösteren, çokkatmanlı, yansıtmasız (AR) ve/veya tamyansıtma özellikli ince filmler büyütülecektir. Proje 4 de ise KÇL’lere Aselsan Hassas Optik’te dış kovuk tasarımı yapılarak dalga boyu ayarlanabilir bir duruma getirilecektir. Ayrıca Proje-7 kızılötesi karşı tedbirlerde kullanılmak üzere > 1.5 W güce sahip kuantum çağlayan lazer üretimi de hedeflenmektedir. KUANTAY araştırma programı kapsamında üretilecek üç farklı KÇL’lerden ikisi dış kovuk (DK) KÇL olup bunlar 4.5-5.5 μm aralığında çalışan sera gazı algılama amaçlı ve 8.5-9.5 μm aralığında çalışan sağlık uygulaması amaçlıdır. Üçüncüsü ise daha yüksek güç gerektiren dar bantta (~ 4.6 μm) çalışacak KÇL olup, kızılötesi karşı tedbir amaçlıdır. Yapılacak hesaplamalar ve simulasyonlar ile AR kaplamanın bant genişliği, Proje-5 (İYTE1) için 4.5-5.5 μm aralığında uzaktan sera gazı algılama, Proje-6 (İYTE2) için ise 8.5 – 9.5 μm aralığında olan kanda üre tayini amaçlı, yüksek verimde çalışabilecek bir KÇL aygıtın tüm emisyon spektrumunu kapsayacak şekilde optimize edilecektir. AR kaplama yapıldıktan sonra, KÇL aygıtların farklı akımlarında karakteristikleri çıkarılarak, çıkış güçlerindeki iyileşmeler bulunacaktır. Yapılan kaplamalar sonrasında KÇL aygıtların facet yüzeylerinde empedans uyuşumu sağlayarak verimin en az % 20 arttırılması hedeflenmektedir. Ayrıca DIRCM amaçlı lazerlerde yüksek güç elde etmek için AR kaplamaların yanında, ısıl yük modellemesi yapılacak, COMSOL Multiphysics yazılımı ile aktif bölgedeki ısıyı soğurarak aktif bölgenin soğuk kalmasını sağlayacak Au radyatör ve termoelektrik soğutucu elementli paket tasarımı yapılarak, üretim ve testleri gerçekleştirilecektir. Bu geliştirmeler ışığında optimize tasarım bulunarak optik çıkış gücü maksimize edilecektir. IRCM uygulaması için oda sıcaklığında >1.5 W sürekli dalga çıkış gücüne sahip, kompak, 4.6 μm’de ışıma yapan, ışın kalitesi M2 < 1.2 ve yüksek duvar piriz verimine sahip KÇL’ler elde edilecektir. Proje 3 de Atatürk Üniversitesi’nde ışıma karakteristikleri çıkarılacaktır. Dokuz Eylül Üniversitesi tarafından yapılacak toplumsal etki projesinde ise KÇL teknolojisinin ülkemize ve insanlığa yapacağı kazançlar değerlendirilecektir.

PLATFORM ORTAKLARI