Altern von Laserdioden

In einer Wertanalyse der Fa. Cree (führend bei SiC Materialien und Schaltungen) kommt der Aktienmarkanalytiker 1998 zu einem sehr positivem Ergebnis. Er begründet dies auch damit, dass:
"Cree announced in July 1997 a continous wave (CW) operation of its blue laser ...lasting more than 15 seconds. This followed shortly after its June release of a pulsed GaN blue laser with a lifetime in excess of 1 hr.
This is a big deal, since management had expected it to take up to one year to progress from an electrically pulsed laser (pulsed for 1 ms per second) to CW operations
".
Aha. Der gepulste Laser hat also insgesamt etwa 3,6 Sekunden wirklich gelast, und die 15 Sekunden Daueroperation waren ein "big deal". Bevor man so einen neuen Laser verkaufen kann, muß jedoch die Lebensdauer in der Regel mindestens 10 Jahre (= 87 600 hr) betragen.
Wie ging es weiter? Im Oktober 2000 hat Cree 100 hr CW Betrieb erreicht (Osram spricht von 143 Stunden, und dass sie in 2005 welche verkaufen wollen).
2002 liest man dann: "Cree has announced that its 405 nm 3 mW blue laser diodes exhibit a projected lifetime exceeding 10.000 hours ( » 1 Jahr) at room temperature. The company recently announced lifetimes of 1000 hours and began sampling laser diodes in December 2001.
Leider gibt es zur Zeit jede Menge Patentstreitigkeiten - wir werden sehen.
Warum geht der neue (tiefblaue) GaN Laser genau wie jeder andere neue Laser denn so schnell kaputt? Auch heute (Sept. 2003) kann man ihn noch nicht so recht kaufen (er ist noch sehr teuer); obwohl die Menschheit in so gerne hätte (nochmalige Vervierfachung der Speicherkapazität einer DVD).
Die Firma Cree wird niemanden verraten, an was ihr Laser so schnell stirbt; die Konkurrenz (darunter z.B. Osram) auch nicht. Immerhin liest man bei SONY folgends
Ausfallmechanismus bei Lasern
Aha. Das Wort Versetzungsklettern wird zwar vermieden ("...dislocation grows ands expands...") , aber die Botschaft ist klar.
Exotische Prozesse tief aus der Folterkammer der Marterialwissenschaft verhindern zur Zeit noch, dass wir über schöne neue Dinge verfügen können, und darunter wären sogar ganz nützliche Sachen.
Wer's nicht weiß, würde es kaum glauben, wieviele Wissenschaftler sich mit Themen wie Versetzungsklettern abgeben. Hier noch der Abstract eines beliebig herausgegriffenen Papers zum Thema:
Laser failure mechanisms
Ganz schnell ein paar Worte zur "Geschichte" der "dark line defects; der DLD's.
Der Begriff stammt von Pierre Petroff und Hartmann, die 1973 als erste das Phämonen des schellen "Dunklerwerdens" von Laserdioden mit dem vollen Instrumentarium der modernen Analytik untersuchten.
Zum Einsatz kam mikroskopische Lumineszenz, Röntgentopographie und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM).
Die letztere Methode kann Versetzungen "sehen", damit gelang die Identifizierung von Versetzungen als primärer Bösewicht. Auch das Klettern von Versetzungen etc. kann mit TEM beobachtete werden.
 

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© H. Föll (MaWi 1 Skript)