Potencjał aplikacyjny

Półprzewodnikowe źródła i detektory promieniowania zakresu średniej i dalekie podczerwieni są podstawą konstrukcji nowej generacji optoelektronicznych urządzeń wykrywających śladowe ilości substancji chemicznych (WSIS) opracowywanych w wielu laboratoriach na świecie. Po to by emitery i detektory promieniewania nowej generacji, których technologia opracowywana jest w laboratoriach krajowych (ITE, WEMSiF PWr) znalazły zastosowania konieczne jest opracowanie „procesingu” supersieciowych detektorów średniej podczerwieni pracujących bez chłodzenia kriogenicznego oraz metod montażu laserów kaskadowych w hermetyzowanych obudowach ze stabilizacją temperatury pracy. Potrzeba realizacji wymienionych zadań wynika z dużego prawdopodobieństwa wdrożenia w Polsce uzasadnionej ekonomicznie produkcji supersieciowych źródeł i detektorów, a w nieco dalszej perspektywie również urządzeń WSIS. Do takiego stwierdzenia upoważniają nas następujące fakty:

• Vigo System S.A. opracowało, produkuje i ciągle rozwija specjalizowane moduły detekcyjne z detektorami HgCdTe przeznaczone dla urządzeń wykrywających śladowe ilości substancji produkowanych. Moduły te są sprzedawane do niemal wszystkich producentów urządzeń WSIS. Oczekuje się, że zastąpienie HgCdTe materiałami supersieciowymi A3B5 może pozwolić na uzyskanie lepszych parametrów funkcjonalnych i niezawodnościowych, a także wyeliminować stosowanie szkodliwych substancji zawierających rtęć i kadm. Pierwsze modele detektorów supersieciowych były już wytworzone przy współpracy ITE i Vigo System S.A., jednak ich właściwości ustępowały detektorom HgCdTe. Wdrożenie produkcji detektorów sieciowych wymaga udoskonaleń opracowanych dotąd przyrządów oraz dostosowania istniejących urządzeń i procedur wytwarzania detektorów HgCdTe do specyfiki materiałów supersieciowych i wymagań stawianych detektorom dla zastosowań w urządzeniach WSIS. Prace nad opracowaniem technologii detektorów będą ułatwione dzięki doświadczeniom w produkcji detektorów HgCdTe.
• Zespół ITE zademonstrował w ostatnich latach szereg typów laserów kaskadowych emitujących promieniowanie podczerwone, których parametry funkcjonalne stwarzają szanse ich zastosowania w czułych analizatorach śladowych substancji. Wdrożenie produktu wymaga dalszych prac badawczych w szczególności nad montażem elementów laserowych w obudowach, projektowanych do konkretnych zastosowanie w urządzeniach WSIS. Osiągnięty w ITE poziom technologii laserów kaskadowych z gwarantuje, że podzespoły te, a w szczególności lasery nowego typu, wytwarzane na podłożach z InP będą produktem w pełni aplikacyjnym.
• Zespół WAT opracował kilka typów urządzeń WSIS i wykonał demonstratory, w których zastosowane zostały moduły detekcyjne Vigo System S.A. i lasery ITE. Rozszerzenie zakresu długości fal generowanych przez lasery kaskadowe i poprawa ich parametrów, w szczególności zwiększenie mocy i możliwość pracy na fali ciągłej w temperaturze pokojowej istotnie zwiększa potencjał wdrożeniowy sensorów gazów stosowanych w przemyśle, ochronie środowiska i medycynie. Intencją wnioskodawców jest utworzenie, po zakończeniu projektu firmy spin-off, której obszarem działania byloby projektowanie i wytwarzanie struktur epitaksjalnych laserów kaskadowych i detektorów supersieciowych na zamówienie klienta. Można też spodziewać się, że dostępność określonych podzespołów (laserów na średnią podczerwień i detektorów promieniowania, w tym również tych, które już są produkowane przez f-mę Vigo Systems S.A.) będzie miała wplyw na tworzenie i rozwój przedsiębiorstw sprzętowych.