Valg av ideallaserkilde: kantutslippshalvlederlaser
1. Innledning
HalvlederlaserBrikker er delt inn i kantemitterende laserbrikker (EEL) og vertikale hulromsoverflateemitterende laserbrikker (VCSEL) i henhold til de ulike produksjonsprosessene til resonatorer, og deres spesifikke strukturelle forskjeller er vist i figur 1. Sammenlignet med vertikale hulromsoverflateemitterende lasere er utviklingen av kantemitterende halvlederlaserteknologi mer moden, med et bredt bølgelengdeområde, høyelektrooptiskkonverteringseffektivitet, stor effekt og andre fordeler, svært egnet for laserbehandling, optisk kommunikasjon og andre felt. For tiden er kantutstrålende halvlederlasere en viktig del av optoelektronikkindustrien, og bruksområdene deres har dekket industri, telekommunikasjon, vitenskap, forbruker, militær og romfart. Med utviklingen og fremskrittene innen teknologi har effekten, påliteligheten og energikonverteringseffektiviteten til kantutstrålende halvlederlasere blitt betydelig forbedret, og bruksmulighetene deres blir stadig mer omfattende.
Deretter vil jeg lede deg til å sette ytterligere pris på den unike sjarmen til sideemitterendehalvlederlasere.
Figur 1 (venstre) sideemitterende halvlederlaser og (høyre) strukturdiagram for vertikalt hulromsoverflateemitterende laser
2. Arbeidsprinsipp for kantutslippshalvlederlaser
Strukturen til kantemitterende halvlederlasere kan deles inn i følgende tre deler: halvlederaktivt område, pumpekilde og optisk resonator. I motsetning til resonatorene til vertikale hulromsoverflateemitterende lasere (som består av øvre og nedre Bragg-speil), består resonatorene i kantemitterende halvlederlaserenheter hovedsakelig av optiske filmer på begge sider. Den typiske EEL-enhetsstrukturen og resonatorstrukturen er vist i figur 2. Fotonet i kantemitterende halvlederlaserenheter forsterkes ved modusvalg i resonatoren, og laseren dannes i retning parallelt med substratoverflaten. Kantemitterende halvlederlaserenheter har et bredt spekter av driftsbølgelengder og er egnet for mange praktiske anvendelser, slik at de blir en av de ideelle laserkildene.
Ytelsesevalueringsindeksene for kantemitterende halvlederlasere er også konsistente med andre halvlederlasere, inkludert: (1) laserlaserbølgelengde; (2) Terskelstrøm Ith, det vil si strømmen der laserdioden begynner å generere laseroscillasjon; (3) Arbeidsstrøm Iop, det vil si drivstrømmen når laserdioden når nominell utgangseffekt. Denne parameteren brukes til design og modulering av laserdrivkretsen; (4) Helningseffektivitet; (5) Vertikal divergensvinkel θ⊥; (6) Horisontal divergensvinkel θ∥; (7) Overvåk strømmen Im, det vil si strømstørrelsen til halvlederlaserbrikken ved nominell utgangseffekt.
3. Forskningsfremgang for GaAs- og GaN-baserte kantemitterende halvlederlasere
Halvlederlasere basert på GaAs-halvledermateriale er en av de mest modne halvlederlaserteknologiene. For tiden har GAAS-baserte kantutstrålende halvlederlasere i nær-infrarødt bånd (760-1060 nm) blitt mye brukt kommersielt. Som tredje generasjons halvledermateriale etter Si og GaAs har GaN vært mye brukt i vitenskapelig forskning og industri på grunn av sine utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper. Med utviklingen av GAN-baserte optoelektroniske enheter og forskernes innsats har GAN-baserte lysdioder og kantutstrålende lasere blitt industrialisert.
Publisert: 16. januar 2024