Valg av ideell laserkilde: kantutslipp halvlederlaser del 1

Valg av ideallaserkilde: kant emisjon halvleder laser
1. Introduksjon
Halvleder laserbrikker er delt inn i kant-emitterende laserbrikker (EEL) og vertikale hulromsoverflate-emitterende laserbrikker (VCSEL) i henhold til de forskjellige produksjonsprosessene til resonatorer, og deres spesifikke strukturelle forskjeller er vist i figur 1. Sammenlignet med vertikal hulromsoverflate-emitterende laser, kant emitterende halvleder laser teknologiutvikling er mer moden, med et bredt bølgelengdeområde, høyelektro-optiskkonverteringseffektivitet, stor kraft og andre fordeler, veldig egnet for laserbehandling, optisk kommunikasjon og andre felt. For tiden er kant-emitterende halvlederlasere en viktig del av optoelektronikkindustrien, og deres applikasjoner har dekket industri, telekommunikasjon, vitenskap, forbruker, militær og romfart. Med utviklingen og fremskrittet av teknologi, har kraften, påliteligheten og energikonverteringseffektiviteten til kant-emitterende halvlederlasere blitt kraftig forbedret, og deres bruksutsikter er mer og mer omfattende.
Deretter vil jeg lede deg til ytterligere å sette pris på den unike sjarmen til side-emitteringhalvlederlasere.

Figur 1 (venstre) side-emitterende halvlederlaser og (høyre) vertikal hulromsoverflate-emitterende laserstrukturdiagram

2. Arbeidsprinsipp for kantutslipp halvlederlaser
Strukturen til kant-emitterende halvlederlaser kan deles inn i følgende tre deler: halvlederaktivt område, pumpekilde og optisk resonator. Forskjellig fra resonatorene til vertikale hulroms overflate-emitterende lasere (som er sammensatt av topp- og bunnspeil Bragg), er resonatorene i kant-emitterende halvlederlaserenheter hovedsakelig sammensatt av optiske filmer på begge sider. Den typiske EEL-enhetsstrukturen og resonatorstrukturen er vist i figur 2. Fotonet i kant-emisjon-halvlederlaserenheten forsterkes ved modusvalg i resonatoren, og laseren dannes i retningen parallelt med substratoverflaten. Kantemitterende halvlederlaserenheter har et bredt spekter av operasjonsbølgelengder og er egnet for mange praktiske bruksområder, så de blir en av de ideelle laserkildene.

Ytelsesevalueringsindeksene til kant-emitterende halvlederlasere er også konsistente med andre halvlederlasere, inkludert: (1) laserlaserbølgelengde; (2) Terskelstrøm Ith, det vil si strømmen ved hvilken laserdioden begynner å generere laseroscillasjon; (3) Arbeidsstrøm Iop, det vil si drivstrømmen når laserdioden når den nominelle utgangseffekten, denne parameteren brukes på utformingen og moduleringen av laserdrivkretsen; (4) Skråningseffektivitet; (5) Vertikal divergensvinkel θ⊥; (6) Horisontal divergensvinkel θ∥; (7) Overvåk strømmen Im, det vil si gjeldende størrelse på halvlederlaserbrikken ved nominell utgangseffekt.

3. Forskningsfremgang for GaAs- og GaN-baserte kant-emitterende halvlederlasere
Halvlederlaseren basert på GaAs halvledermateriale er en av de mest modne halvlederlaserteknologiene. For tiden har GAAS-baserte nær-infrarøde bånd (760-1060 nm) kant-emitterende halvlederlasere blitt mye brukt kommersielt. Som tredje generasjons halvledermateriale etter Si og GaAs, har GaN vært mye bekymret i vitenskapelig forskning og industri på grunn av dets utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper. Med utviklingen av GAN-baserte optoelektroniske enheter og innsatsen fra forskere, har GAN-baserte lysdioder og kant-emitterende lasere blitt industrialisert.