Ideāla lāzera avota izvēle: malu emisijas pusvadītāju lāzers. Pirmā daļa.

Ideāla izvēlelāzera avots: malas emisijas pusvadītāju lāzers
1. Ievads
Pusvadītāju lāzersMikroshēmas tiek iedalītas malu izstarojošās lāzera mikroshēmās (EEL) un vertikālās dobuma virsmas izstarojošās lāzera mikroshēmās (VCSEL) atbilstoši dažādajiem rezonatoru ražošanas procesiem, un to specifiskās strukturālās atšķirības ir parādītas 1. attēlā. Salīdzinot ar vertikālās dobuma virsmas izstarojošo lāzeru, malu izstarojošā pusvadītāju lāzera tehnoloģijas attīstība ir nobriedušāka, ar plašu viļņu garuma diapazonu, augstuelektrooptiskaiskonversijas efektivitāte, liela jauda un citas priekšrocības, ļoti piemērotas lāzera apstrādei, optiskajai komunikācijai un citās jomās. Pašlaik malu izstarojošie pusvadītāju lāzeri ir svarīga optoelektronikas nozares sastāvdaļa, un to pielietojums ir aptverts rūpniecībā, telekomunikācijās, zinātnē, patērētāju, militārajā un kosmosa nozarē. Attīstoties un progresējot tehnoloģijām, malu izstarojošo pusvadītāju lāzeru jauda, ​​uzticamība un enerģijas konversijas efektivitāte ir ievērojami uzlabojusies, un to pielietojuma perspektīvas kļūst arvien plašākas.
Tālāk es jūs iepazīstināšu ar sānu izstarojošās gaismas unikālā šarma dziļāku novērtēšanu.pusvadītāju lāzeri.

1. attēls (pa kreisi) sāniski izstarojošais pusvadītāju lāzers un (pa labi) vertikāli rezonatora virsmu izstarojošā lāzera struktūras diagramma

2. Malu emisijas pusvadītāja darbības principslāzers
Malu izstarojoša pusvadītāju lāzera struktūru var iedalīt šādās trīs daļās: pusvadītāju aktīvais apgabals, sūknēšanas avots un optiskais rezonators. Atšķirībā no vertikālo rezonatoru virsmas izstarojošo lāzeru rezonatoriem (kas sastāv no augšējiem un apakšējiem Brega spoguļiem), malu izstarojošo pusvadītāju lāzeru ierīču rezonatori galvenokārt sastāv no optiskām plēvēm abās pusēs. Tipiskā EEL ierīces struktūra un rezonatora struktūra ir parādīta 2. attēlā. Malu izstarojošā pusvadītāju lāzera ierīces fotons tiek pastiprināts, izvēloties režīmu rezonatorā, un lāzers tiek veidots virzienā, kas ir paralēls substrāta virsmai. Malu izstarojošajām pusvadītāju lāzerierīcēm ir plašs darbības viļņu garumu diapazons, un tās ir piemērotas daudziem praktiskiem pielietojumiem, tāpēc tās kļūst par vienu no ideāliem lāzera avotiem.

Pusvadītāju lāzeru ar malu izstarojošu malu izstarojošu raksturlielumu veiktspējas novērtēšanas indeksi atbilst arī citiem pusvadītāju lāzeriem, tostarp: (1) lāzera viļņa garums; (2) sliekšņa strāva Ith, t. i., strāva, pie kuras lāzera diode sāk ģenerēt lāzera svārstības; (3) darba strāva Iop, t. i., piedziņas strāva, kad lāzera diode sasniedz nominālo izejas jaudu; šis parametrs tiek piemērots lāzera piedziņas ķēdes projektēšanai un modulācijai; (4) slīpuma efektivitāte; (5) vertikālās diverģences leņķis θ⊥; (6) horizontālās diverģences leņķis θ∥; (7) strāvas Im, t. i., pusvadītāju lāzera mikroshēmas strāvas lieluma pie nominālās izejas jaudas, uzraudzība.

3. GaAs un GaN bāzes malu izstarojošu pusvadītāju lāzeru pētījumu progress
Pusvadītāju lāzers, kura pamatā ir GaAs pusvadītāju materiāls, ir viena no visattīstītākajām pusvadītāju lāzeru tehnoloģijām. Pašlaik komerciāli plaši tiek izmantoti uz GAAS balstīti tuvā infrasarkanā diapazona (760–1060 nm) malu izstarojoši pusvadītāju lāzeri. Kā trešās paaudzes pusvadītāju materiāls pēc Si un GaAs, GaN ir guvis plašu interesi zinātniskajos pētījumos un rūpniecībā, pateicoties tā lieliskajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Attīstoties uz GAN balstītām optoelektroniskajām ierīcēm un pētnieku centieniem, uz GAN balstīti gaismas diodes un malu izstarojošie lāzeri ir industrializēti.