Ihanteen valintalaserlähde: reunaemissiopuolijohdelaser
1. Esittely
Puolijohdelasersirut on jaettu reunaa emittoiviin lasersiruihin (EEL) ja pystysuoraan onkaloon pintaa emittoiviin lasersiruihin (VCSEL) resonaattorien eri valmistusprosessien mukaan ja niiden erityiset rakenteelliset erot on esitetty kuvassa 1. Verrattuna pystysuoraa kaviteettipintaa emittoivaan laseriin, reuna säteilevän puolijohdelaserteknologian kehitys on kypsempi, laaja aallonpituusalue, korkeasähkö-optinenmuunnostehokkuus, suuri teho ja muut edut, jotka sopivat hyvin laserkäsittelyyn, optiseen viestintään ja muille aloille.Tällä hetkellä reunaa emittoivat puolijohdelaserit ovat tärkeä osa optoelektroniikkateollisuutta, ja niiden sovellukset ovat kattaneet teollisuuden, televiestinnän, tieteen, kuluttaja-, sotilas- ja ilmailualan.Tekniikan kehityksen ja kehityksen myötä reunaa emittoivien puolijohdelaserien teho, luotettavuus ja energian muunnostehokkuus ovat parantuneet huomattavasti ja niiden käyttömahdollisuudet ovat yhä laajemmat.
Seuraavaksi johdatan sinut arvostamaan sivusäteilyn ainutlaatuista viehätystäpuolijohdelaserit.
Kuva 1 (vasemmalla) puolella emittoiva puolijohdelaser ja (oikealla) pystysuora ontelopinnan emittoiva laserrakennekaavio
2. Reunaemissiopuolijohteen toimintaperiaatelaser
Reunaa emittoivan puolijohdelaserin rakenne voidaan jakaa kolmeen osaan: puolijohteen aktiivinen alue, pumppulähde ja optinen resonaattori.Toisin kuin pystysuorassa ontelossa olevien pintaa emittoivien lasereiden resonaattorit (jotka koostuvat ylä- ja alapeileistä), reunaa emittoivien puolijohdelaserlaitteiden resonaattorit koostuvat pääosin optisista kalvoista molemmilla puolilla.Tyypillinen EEL-laitteen rakenne ja resonaattorirakenne on esitetty kuvassa 2. Reunaemissiopuolijohdelaserlaitteen fotoni vahvistetaan moodivalinnalla resonaattorissa ja laser muodostetaan substraatin pinnan suuntaisesti.Reunaa emittoivilla puolijohdelaserlaitteilla on laaja toiminta-aallonpituusalue ja ne soveltuvat moniin käytännön sovelluksiin, joten niistä tulee yksi ihanteellisia laserlähteitä.
Reunaa emittoivien puolijohdelaserien suorituskyvyn arviointiindeksit ovat myös yhdenmukaisia muiden puolijohdelasereiden kanssa, mukaan lukien: (1) laserlaser-aallonpituus;(2) Kynnysvirta Ith, eli virta, jolla laserdiodi alkaa tuottaa laservärähtelyä;(3) Käyttövirta Iop, eli käyttövirta, kun laserdiodi saavuttaa nimellislähtötehon, tätä parametria sovelletaan laserkäyttöpiirin suunnitteluun ja modulointiin;(4) kaltevuuden tehokkuus;(5) Pystyhajotuskulma θ⊥;(6) Horisontaalinen poikkeamakulma θ∥;(7) Tarkkaile virtaa Im, eli puolijohdelaser-sirun nykyistä kokoa nimellislähtöteholla.
3. GaAs- ja GaN-pohjaisten reunaa emittoivien puolijohdelaserien tutkimuksen edistyminen
GaAs-puolijohdemateriaaliin perustuva puolijohdelaser on yksi kypsimmistä puolijohdelasertekniikoista.Tällä hetkellä GAAS-pohjaisia lähi-infrapunakaistan (760-1060 nm) reunaa emittoivia puolijohdelasereita on käytetty laajasti kaupallisesti.Si:n ja GaA:n jälkeen kolmannen sukupolven puolijohdemateriaalina GaN on ollut laajalti kiinnostunut tieteellisestä tutkimuksesta ja teollisuudesta erinomaisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi.GAN-pohjaisten optoelektronisten laitteiden ja tutkijoiden ponnistelujen myötä GAN-pohjaisia valodiodeja ja reunalasereita on teollistettu.
Postitusaika: 16.1.2024