Отзывы оппонентов (Суперлюминесцентные диоды и полупроводниковый оптический усилитель повышенной мощности и широкополосности и приборы на их основе)

официального оппонента на диссертацию Ильченко Степана Николаевича «Суперлюминесцентные диоды и полупроводниковый оптический усилитель повышенной мощности и широкополосности и приборы на их основе» на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.27.03 — Квантовая электроника. Два последних десятилетия ознаменовались рождением и бурным развитием оптической когерентной томографии (ОКТ). Эта интерферометрическая методика позволяет практически мгновенно бесконтактным методом получать двумерные и трехмерные изображения участков полупрозрачных рассеивающих сред.

Широко ОКТ- системы применяются в медицине и биологии, в первую очередь, в офтальмологической диагностике. Наиболее распространенным источником излучения для таких систем является суперлюминесцентный диод на основе полупроводникового усилителя. Кроме этого, полупроводниковый усилитель используется и как узел усиления и модуляции оптического пучка от других источников излучения в различных устройствах квантовой электроники. Мировая практика такова, что технические возможности таких диодных усилителей и источников излучения на их основе непрерывно улучшаются.

Такое улучшение происходит, как правило, за счет результатов исследований в этой области, что обусловлено высокой наукоемкости этих приборов. В этом свете актуальность исследований автора не вызывает сомнений. Новизна исследований автора характеризуется двумя аспектами. К первому можно отнести расширение области применения суперлюминесцентных диодов за счет разработки новых типов приборов, работающих в различных спектральных диапазонах, а в ряде случаев - доведение длины когерентности отдельного прибора, работающего в своем спектральном диапазоне, до значений близких к физически предельным.

Второй аспект заключается в оригинальности подхода и использовании новых методик к решению задачи улучшения характеристик суперлюминесцентных дио- дов и диодных усилителей. В частности, Ильченко С.Н. широко использовал физические возможности зонной инженерии активных и волноводных слоев гетероструктур для формирования широких спектров люминесценции диодов изготавливаемых на основе этих структур.

Сами исследования автора можно отнести к тому промежутку, который существует между фундаментальными и физическими принципами работы прибора, с одной стороны, и его реально достижимыми возможностями с конкретным значением выходных характеристик, с другой стороны. Эта объемная работа требует как значительных усилий, так и высокого уровня квалификации. Особенно это характерно для полупроводниковой технологии, в которой разработка нового прибора сопровождается большим числом разнообразных технологических процессов, каждый из которых может внести свой неконтролируемый или плохо контролируемый «зашумляющий» вклад в выходные характеристики прибора. В этом случае перед исследователем возникает трудная задача отделять результат использования физического решения и инженерии от случайного результата, связанного с технологическим несовершенством изготовления прибора.

С моей точки зрения именно эта работа легла в основу диссертации и с этой работой автор успешно справился. Свидетельством тому является значительное число новых разработанных приборов с улучшенными характеристиками. Среди них,например, можно отметить в первую очередь суперлюминесцентный диод с рекордно широким спектром -100 нм в спектральной области 830 нм.

Значительными достижениеми являются разработка спектрального ряда - 790 нм, 840 нм, 960 нм и 1060 нм высоконадежных поперечно-одномодовых суперлюминесцентных диодов и диодных усилителей с выходной мощностью до 100 мВт, комбинированные супер- люминесцентные диоды, и другие. Все они подробно описаны в диссертации. Параметры этих приборов либо относятся к рекордным в настоящее время, либо находятся на уровне лучших мировых достижений. По результативности исследований автора можно с уверенностью сделать вывод о нем, как о состоявшемся высококвалифицированном специалисте. Практическая значимость диссертации также не вызывает сомнения.

Как уже сказано выше, изначально исследования были нацелены на практику, например, для Официальный оппонент главный научный сотрудник ФИАН, доктор физ.-мат. наук, профессор Богатов А.П. Подпись руки Богато Ученый секретарь Ф Цвентух М.М. оптической томографии, и ее высокие результаты в виде приборов уже востребованы этой практикой. Большая часть из разработанных приборов внедрена в производство и уже нашла применение в ряде лабораторий и фирм, работающих над созданием новых систем ОКТ. Дополнительно можно отметить, что разработанные в ходе исследований авторов поперечно-одномодовые усилители представляют одновременно и перспективный элемент для высокоскоростной оптической связи в открытом пространстве. Текст диссертации изложен на 132 страницах машинописного текста, состоит из списка сокращений и условных обозначений, введения, трех глав, заключения, приложения и списка литературы (113 наименований).

Работа содержит 1б таблиц и 49 рисунков. Материалы диссертации изложены в 20-ти печатных работах. В качестве недостатка можно отметить отсутствие в диссертации анализа или некоего обсуждения проблемы катастрофической оптической деградации для разработанных приборов, хотя этот процесс может ограничивать как выходную мощность излучателя (усилителя), так и надежность его работы. Сделанное замечание не снижает общую оценку, рассмотренная диссертация представляет собой цельную законченную научно-исследовательскую работу, вносящую весомый вклад в квантовую электронику. Автореферат и опубликованные работы хорошо отражают основное содержание диссертации.

Считаю, что представленная диссертационная работа отвечает всем требованиям ВАК России, а ее автор Ильченко Степан Николаевич несомненно заслуживает присуждению ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.27.03 — Квантовая электроника. отзыв официального оппонента на диссертацию Ильченко Степана Николаевича с<Суперлюминесцентные диоды и полупроводниковый оптический усилитель повышенной мощности и широкополосности и приборы на их основе» на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.27.03 — Квантовая электроника.

Полупроводниковые светоизлучающие диоды (СИД) и лазерные диоды (ЛД) нашли применение во множестве прикладных областей и прочно вошли в быт современного человека. Суперлюминесцентные диоды (СЛД) по своим оптико-физическим характеристикам занимают промежуточное положение между указанными приборами, совмещая в себе широкий спектр излучения (низкую когерентность) первых и высокую яркость вторых.

Объем выпуска СЛД на несколько порядков меньше объемов выпуска СИД и ЛД. Тем не менее, для ряда практических применений СЛД оказались оптимальными источниками света. К таким прикладным областям относятся оптоволоконные датчики различных физических величин, включая волоконно-оптические гироскопы (ВОГ); оптическая метрология, в частности, метрология волоконно-оптических систем передачи информации (ВОСПИ); спектроскопия, интерферометрия, в частности, бурно развивающаяся оптическая когерентная томография (ОКТ); источники низкокогерентной подсветки и др.

Полупроводниковые оптические усилители (ПОУ) широко используются в ВОСПИ традиционного «телекоммуникационного» диапазона длин волн 1300-1600 нм. Что же касается ближнего ИК-диапазона спектра, то в нем ПОУ чаще всего применяются в качестве активных элементов одночастотных или перестраиваемых лазеров. В последнем случае ключевым параметром является ширина спектра оптического усиления ПОУ. В частности, в одной из разновидностей систем ОКТ используются не широкополосные источники света (чаще всего СЛД), а свипирующие по длине волны лазеры. При этом пространственное разрешение полу- чаемых томограмм обратно пропорцианально ширине полосы перестрой- ки.

Разработанные в ходе выполнения рассматриваемой диссертационной работы СЛД-модули и ПОУ-модуль предназначены для применения в вышеуказанных областях, причем зачастую исследования были направлены на выполнение конкретных технических требований к источникам света для тех или иных оптоэлектронных систем. Сильной стороной работы является внедрение в производство большей части ее результатов. Актуальность и практическая значимость полученных результатов не вызывают сомнений. А учитывая то, что по некоторым ключевым параметрам разработанные приборы превосходят существующие аналоги, следует отметить научную и техническую новизну работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, приложения и списка литературы.

Ниже я остановлюсь на результатах, которые представляются мне наиболее значимыми. СЛД видимого диапазона спектра отличаются от СЛД ИК-диапазона относительно низкой выходной мощностью, ограниченной порогом катастрофической деградации, и весьма скромным сроком службы. Соискателю во взамодействии с соответствующими технологическими подразделениями за счет оптимизации используемой наногетероструктуры и процессов ее обработки удалось реализовать СЛД-модули диапазона 660-680 нм с повышенной приблизительно в два раза непрерывной выходной мощностью и, главное, со сроком службы более 20 000 часов.