Optoelektronik

Im Bereich der Optoelektronik entwickeln wir Photodetektoren und Halbleiterlaser schwerpunktmäßig für den infraroten Spektralbereich (Wellenlängen > 1,5 µm), aber auch für den Solar-blinden ultravioletten Spektralbereich (< 280 nm).
 

  • Unsere Laser entwickeln wir kundenspezifisch weiter – Der Schwerpunkt liegt hier auf den Quantenkaskadenlasern und optisch gepumptem Halbleiterscheibenlasern für den Emissionsbereich von 2 – 11 µm.

  • Bei den Infrarot-Photodetektoren liegt unser Fokus auf Matrix- und Einzeldetektoren höchster Leistungsfähigkeit auf Basis von antimonischen Typ II-Übergittern und InGaAs. Für die Detektion äußerst schwacher optischer Signale entwickeln wir hochempfindliche Avalanche-Photodioden (APDs) mit interner Signalverstärkung. Unsere bispektralen Detektormatrizen ermöglichen das Farbsehen im Infraroten.

 

Halbleiterlaser  

 

Anwendungspotenzial:

  • für die spektroskopische Sensorik 
  • für medizinische Anwendungen
  • für Sicherheitsanwendungen

 

Quantenkaskadenlaser

Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung sind:

  • die Steigerung der Ausgangsleistung und der Leistungseffizienz
  • Erhalt der Strahlqualität
  • Optimierung der epitaktischen Halbleiterschichtstrukturen
  • effiziente Entwärmung der Bauelemente durch eine verbesserte Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT)

 

Optisch gepumpte Halbleiterscheibenlaser

auf Basis der Gruppe III-Antimonide forschen Experten am Fraunhofer IAF an der Erweiterung der Funktionalitäten der Halbleiterlaser, bspw. durch die Integration der Chips in externe Resonatoren in Form kompakter Lasermodule zur Realisierung von spektral schnell abstimmbaren Lasersystemen.

 

 

 

 

Photodetektoren  

Infrarot-Detektoren

Matrix- und Einzeldetektoren höchster Leistungsfähigkeit:

  • InAs/GaSb Typ-II Übergitter für das mittlere (MWIR, 3 – 5 µm) und langwellige (LWIR, 8 – 12 µm) Inrarot
  • InGaAs für das kurzwellige Infrarot (SWIR, < 1.7 µm)
  • AlGaN für den solar-blinden ultravioletten bereich (<280nm)

Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit werden Bauelemente mit Heteroübergängen entwickelt, welche im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen mit Homoübergang deutliche Vorteile in Bezug auf Dunkelstrom und Rauschverhalten bieten.

 

Avalanche-Photodioden

Für Anwendungen, welche die Detektion äußerst schwacher optischer Signale erfordern, entwickeln wir hochempfindliche Avalanche-Photodioden (APDs) mit interner Signalverstärkung.

Dies tun wir sowohl für den solar-blinden ultravioletten Spektralbereich unterhalb 280 nm als auch im kurzwelligen Infrarot (SWIR, 0,9 – 1,7 µm), wofür wir AlGaN- bzw. InGaAs-APDs optimieren.

 

 

hermetisch gedichtete Hochleistungs-LEDs  

Die Verwendung von Leuchtkeramiken in Kombination mit neuartigen Gehäusetechnologien können das Einsatzspektrum von LEDs in heißer, feuchter oder chemisch belasteter Umgebungen deutlich erweitern.

Um die Effizienz von LED-Modulen zu erhöhen, arbeiten Forscher des Fraunhofer IAF an der Enwicklung von:

  • ƒƒkompakten Schaltwandlern für LED-Module
  • ƒƒstromsparender Regelelektronik für LED-Schaltwandler
  • ƒƒintelligenter LED-Steuerung

Dabei werden auch humane sowie Umgebungsfaktoren berücksichtigt.

Aktuelle Forschungsprojekte

Key Publications

Detektoren

JahrTitel/AutorDokumentart
2017Low dark current in mid-infrared type-II superlattice heterojunction photodiodes
Schmidt, Johannes; Rutz, Frank; Wörl, Andreas; Daumer, Volker; Rehm, Robert
Zeitschriftenaufsatz
2016SWIR detectors for low photon fluxes
Rutz, Frank; Kleinow, Philipp; Aidam, Rolf; Bronner, Wolfgang; Stolch, Lukas; Benecke, M.; Sieck, A.; Rehm, Robert
Konferenzbeitrag
2013Four-component superlattice empirical pseudopotential method for InAs/GaSb superlattices
Masur, J.-M.; Rehm, R.; Schmitz, J.; Kirste, L.; Walther, M.
Zeitschriftenaufsatz
Diese Publikationsliste wurde aus der Publikationsdatenbank Fraunhofer-Publica erstellt.

Halbleiterlaser

JahrTitel/AutorDokumentart
2017GaSb-based VECSEL for high-power applications and Ho-pumping
Holl, Peter; Rattunde, Marcel; Adler, Steffen; Scholle, Karsten; Lamrini, Samir; Fuhrberg, Peter; Diwo-Emmer, Elke; Aidam, Rolf; Bronner, Wolfgang; Wagner, Joachim
Konferenzbeitrag
2017Hyperspectral data acquisition and analysis in imaging and real-time active MIR backscattering spectroscopy
Jarvis, Jan-Philip; Härtelt, Marko; Hugger, Stefan; Butschek, Lorenz; Fuchs, Frank; Ostendorf, Ralf; Wagner, Joachim; Beyerer, Juergen
Zeitschriftenaufsatz
2017Influence of air pollutants on the lifetime of LEDs and analysis of degradation effects
Zibold, Andreas; Dammann, Michael; Schmidt, Ralf; Konstanzer, Helmer; Kunzer, Michael
Zeitschriftenaufsatz
2017Real-time spectroscopy enabled by external cavity QCLs with MOEMS diffraction gratings
Butschek, Lorenz; Hugger, Stefan; Jarvis, Jan-Philip; Härtelt, Marko; Merten, André; Grahmann, Jan; Boskovic, Dusan; Fuchs, Frank; Ostendorf, Ralf; Schilling, Christian; Rattunde, Marcel; Wagner, Joachim
Konferenzbeitrag
Diese Publikationsliste wurde aus der Publikationsdatenbank Fraunhofer-Publica erstellt.

Weiterführende Informationen

 

Für Netzwerker

Informationen zur Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IAF finden Sie unter dem folgenden Link.

Für Kunden

Allgemeine Informationen zum Bereich der »Optoelektronik« am Fraunhofer IAF finden Sie unter dem folgen den Link.