Johdanto pystysuoraan onkalon pintaan, joka säteilee puolijohdelaseria (VCSEL)

Johdanto pystysuoraan onkalon pintaan säteileväpuolijohdelaser(VCSEL)
1990-luvun puolivälissä kehitettiin pystysuuntainen ulkoinen onkalon pinnan säteilevät laserit keskeisen ongelman voittamiseksi, joka on vaivannut perinteisten puolijohdelaserien kehitystä: kuinka tuottaa suuritehoisia laserlähtöjä, joilla on kaukovaran laatu perustavanlaatuisessa poikittaisessa tilassa.
Pystysuora ulkoinen onkalon pinta-säteilevät laserit (Vecsels), joka tunnetaan myös nimelläpuolijohdelevylaserit(SDL) ovat suhteellisen uusi Laser -perheen jäsen. Se voi suunnitella emissio -aallonpituuden muuttamalla kvanttikaivojen materiaalikoostumusta ja paksuuden puolijohteiden vahvistusväliaineessa ja yhdistettynä intraktaatiotaajuuden kaksinkertaistumiseen voi kattaa leveän aallonpituusalueen ultravioletista jakautumiseen ja jakautuen suuren tehon ulostuloon säilyttäen samalla alhaisen erilaisen kulman ympyrän symmetrisen laserisäteen. Laserresonaattori koostuu Gain -sirun ja ulkoisen ulostulon kytkentäpeilin DBR -rakenteesta. Tämä ainutlaatuinen ulkoinen resonaattorirakenne mahdollistaa optisten elementtien asettamisen onteloon, kuten taajuuden kaksinkertaistuminen, taajuuserot ja moodilukko, mikä tekee Vecselistä ihanteenlaserlähdeSovelluksiin, jotka vaihtelevat biofotonikasta, spektroskopiasta,laserlääke, ja laserprojektio.
Puolijohde-laserin säteilevän VC-pinnan resonaattori on kohtisuorassa tasoon, jossa aktiivinen alue sijaitsee, ja sen lähtövalo on kohtisuorassa aktiivisen alueen tasoon nähden, kuten kuvassa. VCSEL: llä on ainutlaatuisia etuja, kuten pieni koko, korkea taajuus, hyvän säteen laatu, suuri onnen pintavahinko- ja suhteellisen kokoinen tuotantoprosessi. Se näyttää erinomaisen suorituskyvyn lasernäytön, optisen viestinnän ja optisen kellon sovelluksissa. VCSels ei kuitenkaan voi saada suuritehoisia lasereita WATT-tason yläpuolella, joten niitä ei voida käyttää pelloilla, joilla on suuritehoiset vaatimukset.

VCSEL: n laserresonaattori koostuu hajautetusta Bragg-heijastimesta (DBR), joka koostuu puolijohdemateriaalin monikerroksisesta epitaksiaalisesta rakenteesta sekä aktiivisen alueen ylä- että alapuolilla, mikä on hyvin erilainen kuinlaserResonaattori, joka koostuu pilkkomustasosta ankeriaan. VCSEL -optisen resonaattorin suunta on kohtisuorassa sirun pintaan nähden, laserlähtö on myös kohtisuorassa sirun pintaan nähden, ja DBR: n molemmin puolin heijastavuus on paljon korkeampi kuin ankeriaan liuostason.
VCSEL: n laserresonaattorin pituus on yleensä muutama mikroni, mikä on paljon pienempi kuin ankeriaan millimetrin resonaattori, ja ontelon optisen kentän värähtelyn saatu yksisuuntainen voitto on alhainen. Vaikka perustavanlaatuinen poikittaismoodin lähtö voidaan saavuttaa, lähtöteho voi saavuttaa vain useita Milliwattsia. VCSEL-lähtölasersäteen poikkileikkausprofiili on pyöreä ja divergenssikulma on paljon pienempi kuin reunaa säteilevän lasersäteen. VCSEL: n suuren tehon saavuttamiseksi on tarpeen lisätä valoa aluetta lisäämään lisää hyötyä, ja valoa alueen kasvu aiheuttaa lähtölaserista monen moodin lähtö. Samanaikaisesti on vaikea saavuttaa yhtenäistä virran injektiota suurella valaisevalla alueella, ja epätasainen virta -injektio pahentaa jätteiden lämmön kertymistä. Lyhyesti VCSEL voi tulostaa perusmuodon ympyrän symmetrisen pisteen kohtuullisen rakennesuunnittelun avulla, mutta lähtöteho on alhainen, kun lähtö on yksitila.