By Saiful Bahri Kamaruddin
Pix Shahiddan Saidi

BANGI, 19 Nov, 2012 – Peralatan komunikasi menggunakan cahaya laser seperti gentian optik dan sambungan jalur lebar internet, serta alat ketenteraan yang memerlukan kuasa tinggi, berjaya diperbaiki dengan kemajuan dalam bidang laser diod pemancar yang digelar VCSEL.

Profesor Yoon Soon Fatt dari Nanyang Technology University Singapura (NTU) berkata kemajuan dalam VCSEL, bagaimanapun, memerlukan kos tinggi kerana penggunaan bahan-bahan yang mahal.

Laser diod pemancar merupakan semikonduktor yang memancarkan cahaya yang amat kuat dan seragam yang digunakan dalam pelbagai aplikasi.

Beliau berkata demikian dalam syarahan umumnya di Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina, Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM) di sini hari ini.

Prof Yoon berkata pengeluaran VCSEL secara besar-besaran boleh membawa kepada penurunan kos VCSEL hingga membolehkan penggunaannya secara meluas.

VCSEL berbeza daripada laser diod biasa yang memancarkan laser dari tepi. VCSEL adalah sejenis diod dengan laser yang dipancar dari permukaan atas yang dibentuk oleh satu cip yang dipotong daripada wafer, tambah beliau.

Satu VCSEL menyerupai diod pemancar cahaya (LED) pada prinsipnya, tetapi pancaran cahaya yang keluar adalah jauh lebih kuat dan lebih panas daripada cahaya LED.

Contoh LED yang biasa didapati ialah penunjuk laser atau “laser pointer” yang biasa digunakan oleh pensyarah dan penceramah. Saiz LED laser amat kecil hingga 10 komponen itu boleh dimuat di atas permukaan duit syiling satu sen. Kini terdapat LED laser yang lebih halus daripada itu.

Beliau berkata terdapat beberapa kelebihan untuk menghasilkan VCSEL. Diod yang memancar dari tepi tidak boleh diuji sehingga akhir proses pengeluaran. Jika diod itu tidak berfungsi dengan betul, disebabkan pencemaran atau kawalan kualiti yang lemah, usaha itu menjadi sia-sia.

VCSEL bagaimanapun, boleh diuji pada beberapa peringkat sepanjang proses untuk memeriksa kualiti bahan dan isu-isu pemprosesan.

Oleh kerana VCSELs memancar secara menegak dari permukaan, berpuluhan ribu VCSEL boleh diproses serentak atas permukaan wafer Gallium Arsenid (GaAs) yang lebarnya 3 inci.

Tambahan pula, walaupun proses pengeluaran VCSEL memerlukan lebih tenaga buruh dan bahan, hasilnya boleh dikawal. Gallium Arsenid  adalah sebatian yang kos rendah yang digunakan dalam semi-konduktor. Laser yang dipancarkan dari permukaan lebih berkesan dan meningkatkan kuasa VCSEL.

Prof Yoon berkata bahawa di NTU beliau dan beberapa penyelidik lain sedang berusaha untuk memperbaiki VCSEL dengan membentuk rongga-rongga atas permukaan diod yang memancarkan laser menegak, atau QDVCSEL.

Ini mempunyai kelebihan kerana lebih daripada satu pancaran dapat dihasilkan atas permukaan. VCSEL sedemikian mempunyai rongga-rongga yang diukir secara titik. Hasilnya diod QDVCSEL yang mempunyai kuasa pancaran yang jauh lebih tinggi.

Ini sangat berguna dalam aplikasi yang memerlukan satu komponen yang mengeluarkan pancaran tinggi, umpamanya gentian optik atau fibre optik untuk internet jalur lebar dan siaran televisyen kabel.

Walau bagaimanapun terdapat masalah yang dihadapi kerana peningkatan haba yang dihasilkan oleh QDVCSEL. Apa yang perlu dilakukan ialah mengimbangkan kuasa output dan bahan-bahan yang digunakan dalam pengeluaran. Ini memerlukan banyak kerja dan uji kaji yang memakan masa.

Beliau mengakui bahawa kerja-kerja untuk mencari kompromi antara kuasa dan haba adalah sangat sukar, yang memerlukan berjam-jam penelitian. Beberapa calon PhD yang membantunya enggan meneruskan analisis susulan selepas kertas penyelidikan mereka siap.

Prof Yoon Soon mengajar dan menjalankan penyelidikan di Bahagian Mikroelektronik, Kolej Kejuruteraan Elektrik & Elektronik, Fakulti Kejuruteraan, NTU.

Beliau adalah lulusan University of Wales di Cardiff, United Kingdom, menerima Sarjana Muda Kejuruteraan dan ijazah PhD dalam Kejuruteraan Elektrik pada tahun 1983 dan 1986.

Beliau menyertai NTU sebagai ahli fakulti pada tahun 1989 dan dilantik profesor dalam bidang Solid State Electronics and Photonics. Sebelum menyertai NTU, beliau berkhidmat sebagai Jurutera Penyelidikan di ST Microelectronics, Itali dan Penyelidik Bersekutu di Standard Telecommunication Labs,  Harlow, UK.

Di NTU, beliau mengetuai kumpulan Compound Semiconductor & Quantum Information (CSQI) yang mempunyai lebih daripada 20 calon PhD dan kakitangan penyelidikan. Kumpulan CSQI adalah salah satu yang terbesar di Pusat Pengajian Kejuruteraan Elektrik & Elektronik dengan kepakaran utama dalam bahan semikonduktor kompaun, fizik dan teknologi peranti.

Prof Yoon pernah menjadi Naib Dekan (Penyelidikan) di Pusat Pengajian Kejuruteraan Elektrik & Elektronik dari 1999 hingga 2005. Beliau banyak menerbit dan membentangkan kertas kerja dalam jurnal antarabangsa dan persidangan antarabangsa mengenai sebatian semikonduktor, thin films dan solid state photonics dan alat Radio Frequency.