Компания Exalos была основана в 2003 году в Швейцарии и на сегодняшний день является ведущим мировым производителем суперлюминесцентных диодов (англ. superluminescent light-emitting diode — SLED) и свипирующих источников.
Не так давно компания представила революционную разработку в области производства SLEDов для видимого диапазона длин волн, серию VIS I I I BLESRGB.
Фото излучающих чипов RGB SLEDов от Exalos
Подробнее о 450 - 635 нм RGB лазерном диоде по ссылке
Подробнее о суперлюминесцентном диоде видимого диапазона серии Visible RGB по ссылке
В диодах этой серии используется уникальная конструкция, решающая известную проблему устройств на основе GaN – быструю деградацию, вызванную диффузией легирующих примесей или загрязняющих веществ. Исследования показали, что падение выходных характеристик не зависит от мощности и, скорее всего, связано с быстрым старением зеркальных граней вследствие диффузии водорода к границе раздела p-металл/полупроводник.
В отличие от устройств на основе высоколегированных Mg-структур, оптимизированная конструкция устройств серии VISIBLESRGB демонстрирует стабильные выходные характеристики в течение длительного периода времени, подобно лазерным диодам, и, таким образом, отвечает требованиям потребительских и промышленных приложений.
Более того, благодаря широкополосному спектру и высокой пространственной когерентности, новые RGB SLEDы от Exalos могут обеспечивать высокую чёткость и направленность, превосходя системы на основе светодиодов и лазеров.
Ключевые особенности:
- Низкая контрастность спеклов
- Широкополосный выходной спектр
- Высокая чёткость изображений
- Высокая пространственная когерентность
- Низкая временная когерентность
- Одна пространственная мода
- Поляризованное выходное излучение
- Энергоэффективность
- Высокий порог повреждения
- Компактность
Применение:
- Голографические дисплеи
- Дисплеи для AR/VR/MR (например, для «Умных очков»)
- Цветовые системы LCOS, DLP, SLM
- Сканирующие MEMS зеркала
- Микродисплеи
- Пико проекторы
- Машинное зрение
- Метрология
- Микроскопия
Новое поколение SLEDов основано на GaAs/GaN структурах:
 635 нм |
 510 нм |
 450 нм |
| Высокая светоотдачи и низкое энергопотребление | Первый в своем роде | Лучшие показатели в отрасли |
|
Обладая более чем десятилетним опытом и ведущей исследовательской группой, компания Exalos смогла разработать новые SLEDы для красной спектральной области на основе проверенной архитектуры GaAs. Благодаря новой структуре активной области и усовершенствованной конструкции с краевым излучением был создан красный SLED с длиной волны 635 нм, который сочетает в себе локальный максимум для светового потока и эффективность преобразования мощности. |
Переход к более коротким длинам волн, до 500 нм и короче, и получение истинно зеленого источника света – довольно сложная задача. Используя конструкцию нового поколения на основе GaN, компания Exalos смогла преодолеть внутренние проблемы современных материалов и произвести первые коммерческие высокопроизводительные SLED для зеленого спектрального диапазона. |
Усовершенствованная структура зеленых и синих SLEDов Exalos основана на эпитаксиальных слоях, выращенных на подложках из GaN. В её основе лежит принцип излучения света из множества квантовых ям InGaN, расположенных в середине волноводного слоя InGaN с низким содержанием индия, который, в свою очередь, расположен между слоями оболочки AlGaN с низким показателем преломления. |
Также компания анонсировала модуль, состоящий из трех SLED чипов, размещенных в 14-контактном корпусе «бабочка», с общей выходной мощностью около 30 мВт (~10 мВт/цвет), что соответствует суммарному световому потоку ~5 лм.
Фото внутреннего устройства модуля RGB SLED от Exalos
Чипы на 635 нм (красный), 510 нм (зелёный) и 450 нм (синий) по отдельности припаяны на сабмаунт и установлены на керамическую подложку, оснащённую стабилизирующим температуру элементом Пельтье. Встроенные микрооптические элементы обеспечивают пространственное объединение отдельных лучей SLED и их коллимацию в параллельный RGB-пучок.
Устройство предлагается как developer kit со специальной электроникой для управления или в виде отдельного модуля.
Высокая пространственная когерентность излучения SLEDов, понижает сложность коллимационной системы, необходимой в оптических подсистемах. Низкая временная когерентность, обусловленная большой шириной спектральной полосы устраняет необходимость в громоздких дефазерах, используемых для уменьшения нежелательных спекл-шумов.
 |
 |
|
Сравнение спекл-шума в дальнем поле: (a) синий лазерный диод (b) синий SLED серии VISIBLESRGB (c) пучок из 5.6 мм синего SLED в TO-корпусе. |
Одномодовый световой рисунок зелёного диода серии VISIBLESRGB. |
Выходной пучок может быть сколлимирован в параллельный или сфокусирован в пятно размером в микроны. Излучение демонстрирует высокую степень линейной поляризации, что, в свою очередь, приводит к 50% -ной экономии оптической выходной мощности при использовании для освещения микродисплеев на основе LCOS.
В тесте Юаньбо Дэнг и Дапинг Чу, опубликованном в Scientific Reports vol. 7, сравниваются свойства когерентности 5 источников света (см. ниже) и их влияние на чёткость изображения и пятнистость:
Из сравнения хорошо видно, что SLEDы достигают низкого контраста спеклов (слева), что связано с их широким спектром излучения (низкой временной когерентностью). В свою очередь, SLEDы достигают высокой четкости изображения (справа) благодаря высокой пространственной согласованности.
