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

Ideāla izvēleLāzera avotsMalu emisijaPusvadītāju lāzersOtrā daļa

4. Malu emisijas pusvadītāju lāzeru pielietojuma statuss
Pateicoties plašajam viļņu garuma diapazonam un lielajai jaudai, malas izstarojošie pusvadītāju lāzeri ir veiksmīgi pielietoti daudzās jomās, piemēram, automobiļu, optiskās komunikācijas unlāzersmedicīniskā ārstēšana. Saskaņā ar starptautiski atzītas tirgus izpētes aģentūras Yole Developpement datiem, lāzeru tirgus no malas līdz izstarošanai 2027. gadā pieaugs līdz 7,4 miljardiem ASV dolāru ar salikto gada pieauguma tempu 13%. Šo izaugsmi turpinās veicināt optiskās komunikācijas, piemēram, optiskie moduļi, pastiprinātāji un 3D sensoru lietojumprogrammas datu pārraidei un telekomunikācijām. Dažādām lietojumprogrammu prasībām nozarē ir izstrādātas dažādas EEL struktūras projektēšanas shēmas, tostarp: Fabripero (FP) pusvadītāju lāzeri, izkliedētie Brega reflektora (DBR) pusvadītāju lāzeri, ārējās rezonatora lāzera (ECL) pusvadītāju lāzeri, izkliedētie atgriezeniskās saites pusvadītāju lāzeri (DFB lāzers), kvantu kaskādes pusvadītāju lāzeri (QCL) un plaša laukuma lāzerdiodes (BALD).

Pieaugot pieprasījumam pēc optiskās komunikācijas, 3D sensoru lietojumprogrammām un citās jomās, pieaug arī pieprasījums pēc pusvadītāju lāzeriem. Turklāt malu izstarojošie pusvadītāju lāzeri un vertikālās dobuma virsmas izstarojošie pusvadītāju lāzeri arī spēlē lomu, aizpildot viens otra trūkumus jaunās lietojumprogrammās, piemēram:
(1) Optisko sakaru jomā pārraides attālumos no 2 km līdz 40 km un pārraides ātrumos līdz 40 Gbps parasti tiek izmantots 1550 nm InGaAsP/InP izkliedētās atgriezeniskās saites (DFB lāzera) EEL un 1300 nm InGaAsP/InGaP Fabry Pero EEL. Tomēr pārraides attālumos no 60 m līdz 300 m un mazākos pārraides ātrumos dominējošie ir VCsel, kuru pamatā ir 850 nm InGaAs un AlGaAs.
(2) Vertikāliem dobuma virsmas emitējošiem lāzeriem ir maza izmēra un šaura viļņa garuma priekšrocības, tāpēc tie ir plaši izmantoti plaša patēriņa elektronikas tirgū, un malu emitējošo pusvadītāju lāzeru spilgtuma un jaudas priekšrocības paver ceļu tālizpētes lietojumprogrammām un lieljaudas apstrādei.
(3) Gan malas izstarojošus pusvadītāju lāzerus, gan vertikālus dobuma virsmas izstarojošus pusvadītāju lāzerus var izmantot īsa un vidēja darbības rādiusa liDAR, lai sasniegtu specifiskus pielietojumus, piemēram, aklo zonu noteikšanu un joslas novirzīšanos.

5. Turpmākā attīstība
Malu izstarojošajam pusvadītāju lāzeram ir tādas priekšrocības kā augsta uzticamība, miniaturizācija un augsts gaismas jaudas blīvums, un tam ir plašas pielietojuma iespējas optiskajā komunikācijā, liDAR, medicīnā un citās jomās. Tomēr, lai gan malu izstarojošo pusvadītāju lāzeru ražošanas process ir bijis relatīvi nobriedis, lai apmierinātu pieaugošo rūpniecības un patērētāju tirgu pieprasījumu pēc malu izstarojošajiem pusvadītāju lāzeriem, ir nepieciešams nepārtraukti optimizēt malu izstarojošo pusvadītāju lāzeru tehnoloģiju, procesu, veiktspēju un citus aspektus, tostarp: samazināt defektu blīvumu plāksnē; samazināt procesa procedūras; izstrādāt jaunas tehnoloģijas, lai aizstātu tradicionālos slīpripu un asmeņu plāksnīšu griešanas procesus, kas ir pakļauti defektu radīšanai; optimizēt epitaksiālo struktūru, lai uzlabotu malu izstarojošā lāzera efektivitāti; samazināt ražošanas izmaksas utt. Turklāt, tā kā malu izstarojošā lāzera izejas gaisma atrodas pusvadītāju lāzera mikroshēmas sānu malā, ir grūti panākt maza izmēra mikroshēmas iepakošanu, tāpēc saistītais iepakošanas process vēl ir jāturpina pilnveidot.