Giới thiệu Phòng Laser bán dẫn

1. Tên phòng nghiên cứu/triển khai: Phòng Laser bán dẫn

2. Trưởng phòng (phụ trách phòng):

• Tên: Trần Quốc Tiến

• Năm sinh: 1974

• Học hàm/Học vị: Tiến sĩ  - NCVC

• SĐT: 0904762255

• Email: tientq@ims.vast.ac.vn

3. Các thành viên của phòng nghiên cứu:

4. Lĩnh vực nghiên cứu/triển khai:

Các hướng nghiên cứu cơ bản:

• Nghiên cứu các đặc trưng quang điện, tính chất phổ, chất lượng chùm tia, ảnh hưởng của các linh kiện quang học lên tính chất chùm phát của laser bán dẫn và các linh kiện trên cơ sở laser bán dẫn. 
• Nghiên cứu vấn đề độ tin cậy của linh kiện laser, LED bán dẫn trong các điều kiện hoạt động.
• Phát triển nghiên cứu về hiện tượng vi cộng hưởng quang
• Phát triển nghiên cứu về sợi quang cấu trúc nano hệ số suy hao thấp.
• Nghiên cứu quá trình tản nhiệt cho linh kiện quang điện tử công suất cao (đặc biệt là linh kiện LED)

Các hướng nghiên cứu ứng dụng triển khai:

• Hoàn thiện kỹ thuật ghép bức xạ laser với sợi quang và công nghệ chế tạo module quang (thu, phát).
  • Nghiên cứu công nghệ đưa bức xạ laser công suất cao vào sợi quang đặc chủng kích thước lõi khác nhau cho các mục đích ứng dụng.
• Nghiên cứu thăm dò khả năng packaging laser bán dẫn công suất cao từ chip laser được tách ra từ “wafer“ laser bán dẫn.
• Nghiên cứu ứng dụng laser, LED công suất cao cho phương pháp quang trị liệu trong y học.
• Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ laser, LED, linh kiện và thiết bị quang điện tử phục vụ cho các nhu cầu nghiên cứu khoa học và đào tạo.
• Nghiên cứu ứng dụng chiếu sáng rắn, chiếu sáng sử dụng năng lượng mặt trời cho các mục đích nông nghiệp và dân dụng.
• Triển khai một số dịch vụ tư vấn, dịch vụ kỹ thuật cho các hệ thống điều khiển tự động sử dụng phương pháp truyền thông hay điều khiển bằng cáp quang.

5. Trang thiết bị nghiên cứu

• Nơi làm việc: Phòng 229, 212C  nhà A2, 18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội
• Trang thiết bị chính:
• Thiết bị hàn điểm laser Laser Welder WF30 (HansLaser)
• Hệ bàn vi chỉnh 6 trục 17 Max 600/L (Melles Griot) độ chính xác dưới 1 micromet,
• Kính hiển vi soi nổi Stemi 2000 C (Carl Zeiss), bàn quang học Melles Grriot sử dụng cho chế tạo module và các cấu hình ghép nối vi quang học.
• Máy hàn dây vàng, máy hàn sợi quang: Westbond 7400C.
• Máy hàn sợi quang Fitel S199,
• Các thiết bị đo cho laser bán dẫn (máy đo công suất quang Melles Griot 13 PEM001, nguồn nuôi cho laser bán dẫn Melles Griot 06 DLD 201,…)
• Nguồn nuôi điều khiển diode laser/LED (Thorlab ITC4005)
• Thiết bị đo phổ Ocean optics (HR4000, HR2000+)
• Thiết bị đo công suất quang Newport 842-PE
• Các thiết bị do Phòng tự nghiên cứu chế tạo phục vụ nghiên cứu gồm: nguồn cấp dòng bơm cho laser bán dẫn công suất cao đến 5A; nguồn cấp dòng điều khiển và ổn định nhiệt độ của pin nhiệt điện Peltier công suất đến 30W; hệ chế tạo vi thấu kính trên đầu cáp sợi quang,...

6. Các thành tựu đạt được (trong 5 năm gần nhất):

Các đề tài phòng chủ trì thực hiện:

• Đề tài độc lập cấp NN (2011-2014): “Nghiên cứu công nghệ chế tạo module laser diode công suất và thiết bị laser diode dùng trong điều trị bệnh” (Chủ nhiệm: PGS.TS. Vũ Doãn Miên).
• Đề tài nghiên cứu cơ bản thuộc Quỹ phát triển Khoa học Công nghệ quốc gia NAFOSTED (2010-2012): “Nghiên cứu tính chất phổ của laser bán dẫn công suất cao GaAs ổn định bước sóng” (Chủ nhiệm: TS. Trần Quốc Tiến).
• Đề tài hợp tác quốc tế Pháp (Viện XLIM - ĐH Limoges) - Singapore (Trung tâm CINTRA - ĐH Kỹ thuật Nangyang) - Việt nam (Viện Khoa học Vật liệu) tài trợ bởi STIC- Asie - France (2011-2014): “Post-processing of Photonic-crystal fibers using etching” (Đồng chủ nhiệm: TS. Georges Humbert, TS. Đinh Xuân Quyền, TS. Trần Quốc Tiến).
• Đề tài hợp tác quốc tế PICS giữa Viện Khoa học vật liệu và Viện D’ Alembert, ENS Cachan, CH Pháp (2013 -2015): “Photonics crystals based on Functionalized polymer materials, fabrications and Applications to sensors and telecommunications” (Đồng chủ nhiệm: Assoc. Prof. Dr. Lại Ngọc Điệp - Đại học Cachan và PGS.TS. Vũ Doãn Miên - Viện Khoa học Vật liệu)
• Đề tài cơ sở chọn lọc (2013): “Nghiên cứu thiết kế chế tạo các hệ thiết bị LED công suất cao cho ứng dụng nghiên cứu thử nghiệm quá trình chiếu sáng điều khiển ra hoa của cây hoa cúc”. (Chủ nhiệm: TS. Trần Quốc Tiến).
• Đề tài PTN Trọng điểm Quốc gia về Vật liệu và linh kiện điện tử - Viện Khoa học Vật liệu (2010-2011): “Nghiên cứu chế tạo nguồn kích thích laser bán dẫn công suất cao tại vùng bước sóng 780 nm sử dụng trong phương pháp đo phổ tán xạ Raman vi phân” (Chủ nhiệm: TS. Trần Quốc Tiến).

Các đề tài phòng tham gia chính:

• Đề tài NN thuộc Chương trình Tây nguyên III (2013-2015): “Nghiên cứu phát triển công nghệ chiếu sáng LED phục vụ nông nghiệp Tây Nguyên”. (GS.TS. Phan Hồng Khôi)
•  Đề tài Bộ Y tế (2013-2014): “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị sử dụng LEDs điều biến quang công suất cao ứng dụng trong thẩm mỹ và vật lý trị liệu” (TS. Vũ Ngọc Hải - Viện ƯD Công nghệ).
• Đề tài Bộ Giáo dục&Đào tạo (2013-2015): “Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn và quy trình công nghệ đánh giá và đánh giá nhanh điốt phát quang (LED)” (TS. Nguyễn Đức Dũng - ĐH Bách Khoa Hà nội).
• Đề tài nghiên cứu cơ bản thuộc Quỹ phát triển Khoa học Công nghệ quốc gia NAFOSTED (2009-2012) “Nghiên cứu hiệu ứng và cơ chế tản nhiệt sử dụng vật liệu ống nanô cácbon,  ống nanô cácbon  định hướng và màng kim cương nhân tạo trong các linh kiện điện tử công suất” (Chủ nhiệm: PGS.TS. Phan Ngọc Minh).
• Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Khoa học&Công nghệ (2011-2012): “Nghiên cứu chế tạo laser bán dẫn công suất cao đến 20W” (Chủ nhiệm: TS. Nguyễn Tuấn Anh - Viện Ứng dụng Công nghệ).

Các hợp đồng tư vấn chuyển giao công nghệ cung cấp dịch vụ kỹ thuật:

• Hợp đồng “Nghiên cứu thử nghiệm nâng cao hiệu suất tản nhiệt cho một số loại vỏ đèn LED công suất cao”  với Công ty CP bóng đèn phích nước Rạng đông (2014).
• Hợp đồng “Thiết kế chế tạo đầu cáp quang tụ bù dọc 500kV thuộc công trình: Sửa chữa hệ thống cáp quang tụ bù dọc TBD504 Trạm 500kV Nho Quan và TBD500 Trạm 500kV Hà Tĩnh” với Công ty Truyền tải điện I – Tập đoàn Điện lực VN (2014).
• Hợp đồng kinh tế số 62/BUSOCQ-PKH giữa công ty Xi măng Bút Sơn với Viện Khoa học Vật liệu ký về “Sửa chữa nâng cấp hệ thống scaner quang đo nhiệt độ vỏ lò nung” (2011).

Các công trình công bố

1. Thi Nghiem Vu, Andreas Klehr, Bernd Sumpf, Hans Wenzel, Goetz Erbert, Guenther Traenkle “Wavelength stabilized ns-MOPA diode laser system with 16 W peak power and a spectral line width below 10 pm”, Semicond. Sci. Tech. 29 (3), 035012, 2014.

2. Thi Nghiem Vu, Andreas Klehr, Bernd Sumpf, Hans Wenzel, Götz Erbert, Guenther Traenkle “Tunable 975 nm nanosecond diode laser based master-oscillator power-amplifier system with 16.3 W peak power and a narrow spectral line width below 10 pm”, Opt. Lett. 39 (17), pp. 5138-5141, 2014.

3. Thi Nghiem Vu, Andreas Klehr, Bernd Sumpf, Hans Wenzel, Goetz Erbert, Guenther Traenkle “973 nm wavelength stabilized hybrid ns-MOPA diode laser system with 15.5 W peak power and a spectral line width below 10 pm”, Proceed. SPIE 9134, 91340T, 2014.

4. Thanh-Phuong Nguyen and Tran Quoc Tien, “Determination of high power DFB diode laser parameters base on amplified spontaneous emission spectrum”, to be published in Proceeding of 8th International Workshop on Photonics & Applications, Danang, Aug. 12-17th, (2014).

5. Tran Quoc Tien, Thanh-Phuong Nguyen and Jens W. Tomm, “Interplay between   and defect in high power diode laser”, to be published in Proceeding of 8th International Workshop on Photonics & Applications, Danang, Aug. 12-17th, (2014).

6. Pham Toan Thang, Bernard Journet, Tong Quang Cong, Vu Doan Miên, Tran Quoc Tien, Vu Van  Yem,“Microwave photonic system applied to refractive index measurement” to be published in Proceeding of 8th International Workshop on Photonics & Applications, Danang, Aug. 12-17th, (2014).

7. Nguyen Manh Hung, Vu Doan Mien, Tran Minh Van, Nguyen Van Hieu, Tran Quoc Tien, Pham Van Truong, “Using laser diode therapy equipment to treat burns and wounds of rabbits”, to be published in Proceeding of 8th International Workshop on Photonics & Applications, Danang, Aug. 12-17th, (2014).

8. Vu Doan Mien, Tong Quang Cong, Pham Van Truong, Tran Quoc Tien and V.V. Parashchuk. “Preparation and characterization of fiber-coupled 670 nm and 940 nm high power laser diode modules”. In book of papers of 9th Belarusian–Russian Workshop on "Semiconductor Lasers and Systems", Minsk / Editors: I.V. Dulevich, G.P.  Yablonskii, pp. 146-149, ISSN 2074-207X, May, 28th -31st  (2013).

9. Vu Doan Mien, Tran Quoc Tien, Tran Minh Van, Nguyen Van Hieu and V.V. Parashchuk. “High power laser diode equipment working in the red and IR spectral regions for therapy modules”, In book of papers of 9th Belarusian–Russian Workshop on "Semiconductor Lasers and Systems", Minsk / Editors: I.V. Dulevich, G.P.  Yablonskii, pp. 195-198, ISSN 2074-207X, May, 28th –31st, (2013).

10. Vu Doan Mien, Tran Quoc Tien, Vu Van Luc, Tong Quang Cong, Pham Van Truong, Tran Minh Van, Nguyen Thanh Phuong, “High power semiconductor laser modules and their applications”, Journal of Science and Technology (Vietnam Academy of Science & Technology), Vol. 51, No. 2A, pp. 47-59, ISSN 0866-708X, (2013).

11. Phạm Hồng Dương, Trần Quốc Tiến, Lê Anh Tú,  Lê Xuân Đắc, Chu Hoàng Hà, Phan Hồng Khôi, “Nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm hệ đèn LED công suất cao điều khiển ra hoa cho cây hoa cúc”, Hội nghị toàn quốc lần thứ III về Vật lý kỹ thuật và Ứng dụng. Huế 8-12/10, (2013).

12. V V Parashchuk and Vu Doan Mien, “Effect of thermal processes on critical operation conditions of high-power laser diodes”, Quantum Electron. 43 (Number10),  pp. 907-913, ISSN 1063-7818 (Print), ISSN 1468-4799 (Online), (2013)

13. Паращук В.В., Русаков К.И., Vu Doan Mien. “Моделирование критических режимов работы мощных диодных лазеров”//Вестник БрГТУ. - Физика, математика, информатика. –,  № 5. pp. 56-65, ISSN 1818-1112, (2012/2013).

14. Quan Cao Xuan, Xuan Vu Khanh, Nga Nguyen Tuyet, Mien Vu Doan, Son Vo Thach, “Evaluation of temperature and current effects on the optical properties of high power light emitting diodes in street lighting application”, Kỷ yếu Hội nghị Vật lý Kỹ thuật toàn quốc lần thứ 3, ISBN: 978-604-913-232-2, pp 465, Huế 08-12/10/2013.

15. Thanh-Phuong Nguyen and Tran Quoc Tien, “The dependence of DFB laser linewidth on optical output power: study case of 780 nm high-power RW-DFB diode lasers”, Proceeding of 7th International Workshop on Photonics & Applications, HoChiMinh, ISSN 1859 - 4271, pp.65-70, Dec.26-29th, (2012).

16. Tong Quang Cong, Pham Van Truong, Do Thi Thanh, Vu Doan Mien and Tran Quoc Tien, “Fiber-coupled 670 nm and 940 nm high-power diode laser modules for medical applications”, Proceeding of 7th International Workshop on Photonics and Applications, HoChiMinh, ISSN 1859 – 4271, pp.425-429, Dec.26-29th, (2012).

17. Thanh-Phuong Nguyen and Tran Quoc Tien, “Electro-Optical characterization of high-power distributed feedback diode lasers for high resolution rubidium spectroscopy”, Proceeding of 7th International Workshop on Photonics & Applications, HoChiMinh, ISSN 1859 – 4271, pp.801-806, Dec.26-29th, (2012).

18. Vu Doan Mien, Tran Quoc Tien, Tong Quang Cong, Do Thi Thanh, “Measurement of junction temperature of high power laser diodes and light-emitting diodes”, Proceeding of 7th International Workshop on Photonics & Applications, HoChiMinh, ISSN 1859 – 4271, pp.807-811, Dec.26-29th, (2012).

19. Tran Minh Van, Nguyen Van Hieu, Vu Doan Mien, Tran Quoc Tien, Tong Quang Cong and Pham Van Truong, “Preparation of the high power laser diode equipment working in the red and IR spectral regions for therapy”, Proceeding of 7th International Workshop on Photonics and Applications, HoChiMinh, ISSN 1859 – 4271, pp.893-897, Dec.26-29th, (2012).

20. Thanh-Phuong Nguyen and Tran Quoc Tien, “Influence of resonator parameters and thermal effect on optical spectra of integrated grating high power diode lasers”, Proceeding of 7th International Workshop on Photonics & Applications, HoChiMinh, ISSN 1859 – 4271, pp. 904-909, Dec. 26-29th, (2012).

21. Y. Cui, G. Humbert, Q.X. Dinh, F. Luan, N.H. Vu, T.Q. Tien, J. L. Auguste, J.M. Blondy, P.P. Shum, “Design and fabrication of side-channel photonic crystal fiber”, Photonics Global Conference (PGC), ISBN: 978-1-4673-2513-4, IEEE Catalog Number: CFPI227F-ART, DOI. 10.1109/PG, Singapore, December 13th –16th , (2012).

22. T. Q. Cong, P.V. Truong, V. D. Mien, T. Q. Tien “Nghiên cứu thiết kế chế tạo và khảo sát các thống số cơ bản của module laser công suất cao phát ở vùng sóng 670 và 940 nm sử dụng cho nghiên cứu điều trị bỏng viêm nhiễm và các bệnh về xương khớp”, Tạp chí Y dược lâm sàng 108, Tập 7, số đặc biệt 5/2012, p 143-148, ISSN 1859-2872, (2012).

23. T. Q. Cong, N. T. Ngoan, P.V.Truong, N.C.Thanh, V.V.Luc, V.D. Mien, T. Q. Tien. “Prepareration of 980nm tapered diode laser module for investigating upconversion luminescence”, Proceeding of the 2nd Academic conference on Natural science for Master and PhD students from Cambodia-Laos-Malaysia-Vietnam, Vinh, p 285-289, ISBN-978-604-913-088-5, (2012).

24. Mindaugas Radziunas, Karl-Heinz Hasler, Bernd Sumpf, Tran Quoc Tien, Hans Wenzel, “Mode transitions in Distributed Bragg Reflector semiconductor lasers: experiments, simulations and analysis”, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 44, 105401 (8 pp) (2011).

25. Tran Quoc Tien and Jens W. Tomm, “Strain measurement in High-power diode laser by photocurrent spectroscopy”, Proceeding of the 6th International Conference on Photonics and Applications, Hanoi, ISSN 1859 – 4271, pp. 253-263, (2011).

26. Thanh Phuong Nguyen, Tran Quoc Tien, Stefan Spiessberger, Max Schiemangk, Andreas Wicht, “The optical heterodyne technique for characterization of high power DFB diode lasers with ultra-narrow spectral linewidth”. Proceeding of the 6th International Conference on Photonics and Applications, Hanoi, ISSN 1859 – 4271,  pp. 117-122. (2011)

27. Vu Doan Mien, Vu Van Luc,  Tran Quoc Tien, Pham Van Truong, Tong Quang Cong, Vu Thi Nghiem, Nguyen Chi Thanh, Nguyen Thi Ngoan, V.V. Parashchuk. “Optiacal laser diode module preparation and characterization”. Proceeding of the 6th International Conference on Photonics and Applications, Hanoi, ISSN 1859 – 4271,  pp. 416-421. (2011)

28. Vu Doan Mien, Tong Quang Cong, Vu Thi Nghiem, Pham Van Truong, Nguyen Chi Thanh, Vu Van Luc,  Nguyen Xuan Nghia, Tran Quoc Tien and Thanh Phuong Nguyen.  “Investigation of excitation laser module for raman spectroscopy based on high power DFB 780 nm diode lasers”, Proceeding of the 6th International Conference on Photonics and Applications, ISSN 1859 – 4271, pp. 254-260. (2011)

29. V.V. Parashchuk, Vu Doan Mien, Vu Van Luc, “Modeling of the processes of electro-thermal enter action in the laser diode systems”, Proceeding of the 6th International Conference on Photonics and Applications, Hanoi, ISSN 1859 – 4271, ,  pp. 238-243, (2011).

30. V.V. Parashchuk, Vu Doan Mien, Vu Van Luc, “About the effectiveness of using ceramic materials for heat transfer substrates of high power laser diodes”, Proceeding of the 6th International Conference on Photonics and Applications, Hanoi, ISSN 1859 – 4271,  pp. 219-222. (2011)

31. Vu Doan Mien, Vu Van Luc,  Tran Quoc Tien, Pham Van Truong, Tong Quang Cong, Vu Thi Nghiem, Nguyen Chi Thanh, Nguyen Thi Ngoan, V.V. Parashchuk. “Laser diode module preparation and characterization”. Book of papers 8th Belarusian-Russian Workshop on Semiconductor lasers and Systems, Minsk, May 17th -20th, (2011).

32. Vũ Ngọc Hải, Vũ Doãn Miên, Trần Quốc Tiến, In-Kag Hwang, “Phương pháp chặn mode bậc cao trong sợi quang có cấu trúc micro sử dụng trong công nghệ FTTH”, Tạp chí Bưu chính Viễn thông, Chuyên san BCVT&CNTT, kỳ 3, tập V-1, (2011).

33. Đào Khắc An, Trần Quốc Tiến, Nguyễn Xuân Chung, “Laser công suất cao, một số ứng dụng và mô phỏng động quá trình truyền năng lượng không dây bằng tia laser từ điểm đến điểm”, Kỷ yếu Hội thảo khoa học “Công nghệ vũ trụ và ứng dụng”, Tr. 253-263, ISBN: 978-604-913-023-6, Hà nôi 16-17/12/2010.

34. Valentin V Parashchuk, A K Belyaeva, V V Baranov, E V Telesh, Vu Doan Mien, Vu Van Luc, Pham Van Truong. “ Improving the efficiency of high-power diode lasers using diamond heat sinks” Quantum Electronic, Vol. 40, No. 4 , p.301-304, (2010).

35. G.I. Ryabtsev, V.V.Paraschuk,  A.K. Belyaeva, V.V.Baranov, E.V. Telesh Vu Doan Mien, Vu Van Luc, Pham Van Truong. “ Effective diamond technology for high power laser diode systems”. Advances in Intense Laser  Science  & photonics. Publishing house for Science and Technology 2010 (Proceedings of the 5-th Asian Symposium on Intense Laser Science, Hanoi, Vietnam,  Dec. 2-5, 2009), p. 322-325, (2010).

36. Vu Doan Mien, Vu Van Luc, Pham Van Truong, Vu Thi Nghiem and Tong Quang Cong. “ Photonic packaging at Institute of Materials Science in Hanoi, Vietnam.” Advances in Intense Laser  Science  & photonics. Publishing house for Science and Technology 2010 (Proceedings of the 5-th Asian Symposium on Intense Laser Science, Hanoi, Vietnam, Dec. 2-5, 2009), p 129-134, (2010).

37. Luong Vu Hai Nam, Nguyen Lam Duy, Bernard Journet,Vu Thi Nghiem, Vu Van Luc and Vu Doan Mien. “Optical microresonnator for application to an optoelectronic oscillator”. Advances in Intense Laser  Science  & photonics. Publishing house for Science and Technology 2010 (Proceedings of the 5-th Asian Symposium on Intense Laser Science, Hanoi, Vietnam,  Dec. 2-5, 2009), p. 237-242, (2010).

7. Thành tích đào tạo (Tiến sỹ, Thạc sỹ, Cử nhân) trong 5 năm gần đây:

• Số tiến sĩ đã và đang tham gia đào tạo: 03
• Số thạc sĩ đã và đang hướng dẫn: 04
• Số cử nhân đã hướng dẫn: 10
• Các cán bộ trong phòng đang tham giảng dạy đại học và sau đại học tại nhiều cơ sở đào tạo:
  • 01 môn học cho học viên cao học của Viện Vật lý và Đại học KHTN (ĐHQG Hà nội),
  • 04 môn học đại học cho sinh viên Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà nội(USTH), Đại học Công nghệ (ĐHQG Hà nội). 

8. Một số sản phẩm khác:

Phòng Laser bán dẫn đã hoàn thiện công nghệ các sản phẩm sẵn có, chế tạo được thêm một số sản phẩm có chất lượng tốt và đã cung cấp cho một số đơn vị phục vụ các nghiên cứu ứng dụng triển khai:

• Các thiết bị châm cứu và trị liệu bằng laser bán dẫn ghép nối với sợi quang đa mốt 62/125 mm: bước sóng 650 nm và 780 nm, công suất lối ra theo yêu cầu sử dụng  đến 20 mW
• Các module laser công suất cao tại các bước sóng 670, 780, 940 và 980 nm ghép nối với sợi quang đa mốt có đường kính lõi 200 - 400 µm, công suất quang lối ra từ 0,1-1 W.
• Thiết bị trị liệu laser bán dẫn công suất cao đa bước sóng (670/940 nm) công suất 0.3-1.0 W.
• Hệ thống đèn LED công suất cao phục vụ thử nghiệm chiếu sáng phá đêm cho cây hoa cúc, bước sóng trong vùng 620 - 680 nm, công suất từ 3 – 7 W.
• Thiết bị quang trị liệu sử dụng LED công suất cao đa bước sóng (630/590/525/430 nm) phục vụ nghiên cứu và điều trị da liễu và thẩm mỹ.