Obrona Rozprawy Doktorskiej mgr. inż. Macieja Kuca

Miło nam jest powiadomić, że w dniu 2 kwietnia 2014 roku mgr inż. Maciej Kuc obronił z wyróżnieniem rozprawę doktorską na temat „Modelowanie zjawisk fizycznych w azotkowych laserach złączowych oraz ich matrycach”.

Niebieska optoelektronika to termin, który określa przyrządy półprzewodnikowe oparte przede wszystkim na szerokoprzerwowych materiałach azotkowych. Tematem, który w ostatnim czasie wzbudza najwięcej dyskusji jest możliwość znacznego zwiększenia mocy emitowanej przez te przyrządy oraz wydłużenia czasu ich stabilnej pracy. Jednowymiarowe matryce laserów azotkowych wydają się być najlepszym rozwiązaniem tego problemu. Konstruowanie takich przyrządów wymaga w szczególności dogłębnego poznania zjawisk zachodzących zarówno w pojedynczym emiterze podczas jego pracy, jak i wzajemnego oddziaływania wielu emiterów umieszczonych w jednym przyrządzie.

Z uwagi na bardzo małe rozmiary laserów półprzewodnikowych, ich niezwykle skomplikowaną wewnętrzną strukturę oraz mnogość wzajemnie powiązanych ze sobą zjawisk fizycznych występujących podczas ich pracy odpowiednią metodą badawczą wydaje się być modelowanie komputerowe. Zastosowanie zaawansowanych algorytmów numerycznych w celu symulacji pracy przyrządów optoelektronicznych, a w szczególności modelowanie trójwymiarowe, pozwala znacząco zmniejszyć koszty oraz przyspiesza poszukiwanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych. Ułatwia ono także optymalizację dotąd stosowanych struktur. Symulacja komputerowa pozwala uwzględnić w obliczeniach wiele znanych, popartych badaniami eksperymentalnymi, niezwykle złożonych, nieliniowych zależności pomiędzy zachodzącymi w tych przyrządach zjawiskami cieplnymi, elektrycznymi, optycznymi oraz wzmocnieniowymi. Dodatkowo wyniki przeprowadzanych obliczeń bardzo często pomagają głębiej poznać fizykę działania analizowanych urządzeń oraz wytłumaczyć różne skomplikowane zjawiska zachodzące w ich wnętrzu.

Głównym celem rozprawy doktorskiej jest dokładna symulacja działania azotkowych laserów złączowych oraz opartych na nich matryc w celu poprawy oraz optymalizacji ich parametrów eksploatacyjnych. Obliczenia prowadzone są w programach opracowanych w Zespole Fotoniki Instytutu Fizyki Politechniki Łódzkiej.

Zastosowanie takich przyrządów przewidziane jest w zapisie dysków optycznych, druku o wysokiej rozdzielczości, wyświetlaczach oraz projektorach. Rynek specjalistyczny również nie pozostaje obojętny wobec niebieskiej optoelektroniki oraz możliwości zastosowania jej w medycynie, podwodnej komunikacji optycznej, monitoringu, meteorologii, technice wojskowej, przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym oraz kosmicznym.