Ideāla lāzera avota izvēle: malu emisijas pusvadītāju lāzers, pirmā daļa

Ideāla izvēlelāzera avots: malu emisijas pusvadītāju lāzers
1. Ievads
Pusvadītāju lāzersmikroshēmas pēc dažādiem rezonatoru ražošanas procesiem tiek iedalītas malu izstarojošās lāzera mikroshēmās (EEL) un vertikālās dobuma virsmas izstarojošās lāzera mikroshēmās (VCSEL), un to specifiskās strukturālās atšķirības ir parādītas 1. attēlā. Salīdzinot ar vertikālo dobuma virsmu izstarojošo lāzeru, mala izstarojošo pusvadītāju lāzera tehnoloģiju attīstība ir nobriedušāka, ar plašu viļņu garuma diapazonu, augstaelektrooptiskaiskonversijas efektivitāte, liela jauda un citas priekšrocības, ļoti piemērotas lāzera apstrādei, optiskajai komunikācijai un citām jomām. Pašlaik malu izstarojošie pusvadītāju lāzeri ir svarīga optoelektronikas nozares sastāvdaļa, un to lietojumi ir aptvēruši rūpniecību, telekomunikācijas, zinātni, patērētāju, militāro un kosmosa jomu. Attīstoties un progresējot tehnoloģijām, malu izstarojošo pusvadītāju lāzeru jauda, ​​uzticamība un enerģijas pārveidošanas efektivitāte ir ievērojami uzlabojusies, un to izmantošanas iespējas kļūst arvien plašākas.
Tālāk es likšu jums vēl vairāk novērtēt blakusizstarojuma unikālo šarmupusvadītāju lāzeri.

1. attēls (kreisajā pusē) izstarojošs pusvadītāju lāzers un (labajā) vertikālās dobuma virsmas izstarojošais lāzera struktūras diagramma

2. Malu emisijas pusvadītāja darbības principslāzers
Malu izstarojošā pusvadītāju lāzera struktūru var iedalīt šādās trīs daļās: pusvadītāju aktīvais apgabals, sūkņa avots un optiskais rezonators. Atšķirībā no vertikālās dobuma virsmas izstarojošo lāzeru rezonatoriem (kas sastāv no augšējiem un apakšējiem Bragg spoguļiem), malu izstarojošo pusvadītāju lāzera ierīču rezonatori galvenokārt sastāv no optiskām plēvēm abās pusēs. Tipiskā EEL ierīces struktūra un rezonatora struktūra ir parādīta 2. attēlā. Fotonu malu emisijas pusvadītāju lāzeriekārtā pastiprina, izvēloties režīmu rezonatorā, un lāzeru veido virzienā, kas ir paralēls substrāta virsmai. Malu izstarojošām pusvadītāju lāzerierīcēm ir plašs darbības viļņu garumu diapazons un tās ir piemērotas daudziem praktiskiem lietojumiem, tāpēc tās kļūst par vienu no ideālajiem lāzera avotiem.

Malu izstarojošo pusvadītāju lāzeru veiktspējas novērtēšanas indeksi arī atbilst citiem pusvadītāju lāzeriem, tostarp: (1) lāzera lāzera viļņa garums; (2) Sliekšņa strāva Ith, tas ir, strāva, pie kuras lāzera diode sāk radīt lāzera svārstības; (3) Darba strāva Iop, tas ir, piedziņas strāva, kad lāzera diode sasniedz nominālo izejas jaudu, šis parametrs tiek piemērots lāzera piedziņas ķēdes projektēšanai un modulācijai; (4) slīpuma efektivitāte; (5) Vertikālās novirzes leņķis θ⊥; (6) Horizontālās novirzes leņķis θ∥; (7) Pārraugiet strāvu Im, tas ir, pusvadītāju lāzera mikroshēmas pašreizējo izmēru pie nominālās izejas jaudas.

3. GaAs un GaN bāzes malu izstarojošo pusvadītāju lāzeru izpētes gaita
Pusvadītāju lāzers, kura pamatā ir GaAs pusvadītāju materiāls, ir viena no visnobriedušākajām pusvadītāju lāzeru tehnoloģijām. Pašlaik komerciāli plaši tiek izmantoti uz GAAS balstīti tuvās infrasarkanās joslas (760–1060 nm) malu izstarojošie pusvadītāju lāzeri. Kā trešās paaudzes pusvadītāju materiāls pēc Si un GaAs, GaN ir bijis plaši iesaistīts zinātniskajā pētniecībā un rūpniecībā, jo tam ir lieliskas fizikālās un ķīmiskās īpašības. Izstrādājot uz GAN balstītas optoelektroniskās ierīces un pētnieku pūles, uz GAN balstītas gaismas diodes un malu izstarojošie lāzeri ir industrializēti.