Entwicklung hochbrillanter Quantenpunkt-Laserdioden mit 1250 nm Wellenlänge für LIDAR -Lichtquellen

• Antragsteller: Professor Dr. André Strittmatter
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448767745

Neuartige Halbleiter-Laser-Technologie wird nachgefragt für lichtbasierte Detektions- und Erfassungssysteme (LiDAR) welche Sicherheits-Schlüsselkomponenten in autonomen Fahrassistenzsystemen (ADAS) sind. In der LiDAR-Technik werden Lichtpulse omnidirektional ausgesendet und wieder detektiert, sobald sie von einem Objekt reflektiert werden. Grundsätzlich hängt die Abtastgeschwindigkeit des Systems von Laserleistung ab, die für jeden Messpunkt zur Verfügung steht. Leider ist der Lichtstrahl von herkömmlichen, kantenemittierenden Halbleiterlasern stark divergent in vertikaler Richtung was nicht nur die Leistungsdichte sondern auch die Auflösung von LiDAR-Systemen reduziert. Darüber hinaus müssen die Augensicherheitsbestimmungen für Laser eingehalten werden, weil LiDAR-Systeme in offenen Räumen eingesetzt werden. Gegenwärtige Systeme arbeiten mit nicht-optimalen Wellenlängen um 905 nm da eine ausgereifte Halbleitertechnologie für den attraktivsten Wellenlängenbereich um 1250 nm bisher nicht demonstriert wurde. Mit diesem Projekt bilden eine chinesische und eine deutsche Gruppe ein Team um eine epitaktische Wachstumstechnologie und eine Lasertechnologie zu entwickeln, die diese Lücke schließt. Zwei kürzlich patentierte Konzepte, der HiBBEE Laser und der korrugierte Streifen-Laser, werden mit hochdichten Quantenpunkt-Stapeln kombiniert und für 1250 nm Laseremission mit hoher Leistungsdichte und geringer Strahldivergenz optimiert. Mit diesen neuen Lasern werden LiDAR-Systeme mit höherer Auflösung, schnellerer Erfassungsgeschwindigkeit und höherer Energieeffizienz ermöglicht. Zusätzlich werden die Kosten jeglicher potentieller ADAS mit diesen Einzelmoden-Lasern drastisch reduziert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Sicong Tian