Pilihan sumber laser yang ideal: laser semikonduktor pelepasan tepi Bahagian Pertama

Pilihan yang idealsumber laser: laser semikonduktor pelepasan tepi
1. Pengenalan
Laser semikonduktorcip dibahagikan kepada cip laser pemancar tepi (EEL) dan cip laser pemancar permukaan rongga menegak (VCSEL) mengikut proses pembuatan resonator yang berbeza, dan perbezaan struktur khusus mereka ditunjukkan dalam Rajah 1. Berbanding dengan laser pemancar permukaan rongga menegak, tepi memancarkan pembangunan teknologi laser semikonduktor adalah lebih matang, dengan julat panjang gelombang yang luas, tinggielektro-optikkecekapan penukaran, kuasa besar dan kelebihan lain, sangat sesuai untuk pemprosesan laser, komunikasi optik dan bidang lain. Pada masa ini, laser semikonduktor pemancar tepi merupakan bahagian penting dalam industri optoelektronik, dan aplikasinya meliputi industri, telekomunikasi, sains, pengguna, ketenteraan dan aeroangkasa. Dengan perkembangan dan kemajuan teknologi, kuasa, kebolehpercayaan dan kecekapan penukaran tenaga laser semikonduktor pemancar tepi telah bertambah baik, dan prospek aplikasinya semakin meluas.
Seterusnya, saya akan membawa anda untuk lebih menghargai daya tarikan unik pemancar sampinganlaser semikonduktor.

Rajah 1 (kiri) sisi memancarkan laser semikonduktor dan (kanan) permukaan rongga menegak yang memancarkan gambar rajah struktur laser

2. Prinsip kerja semikonduktor pelepasan tepilaser
Struktur laser semikonduktor pemancar tepi boleh dibahagikan kepada tiga bahagian berikut: rantau aktif semikonduktor, sumber pam dan resonator optik. Berbeza daripada resonator laser pemancar permukaan rongga menegak (yang terdiri daripada cermin Bragg atas dan bawah), resonator dalam peranti laser semikonduktor pemancar tepi terutamanya terdiri daripada filem optik pada kedua-dua belah. Struktur peranti EEL biasa dan struktur resonator ditunjukkan dalam Rajah 2. Foton dalam peranti laser semikonduktor pelepasan tepi dikuatkan dengan pemilihan mod dalam resonator, dan laser terbentuk dalam arah selari dengan permukaan substrat. Peranti laser semikonduktor pemancar tepi mempunyai pelbagai panjang gelombang operasi dan sesuai untuk banyak aplikasi praktikal, jadi ia menjadi salah satu sumber laser yang ideal.

Indeks penilaian prestasi laser semikonduktor pemancar tepi juga konsisten dengan laser semikonduktor lain, termasuk: (1) panjang gelombang pengelasan laser; (2) Arus ambang Ith, iaitu, arus di mana diod laser mula menjana ayunan laser; (3) Iop semasa bekerja, iaitu, arus pemacu apabila diod laser mencapai kuasa keluaran undian, parameter ini digunakan untuk reka bentuk dan modulasi litar pemacu laser; (4) Kecekapan cerun; (5) Sudut pencapahan menegak θ⊥; (6) Sudut perbezaan mendatar θ∥; (7) Pantau Im semasa, iaitu saiz semasa cip laser semikonduktor pada kuasa keluaran terkadar.

3. Kemajuan penyelidikan bagi laser semikonduktor pemancar tepi GaAs dan GaN
Laser semikonduktor berdasarkan bahan semikonduktor GaAs adalah salah satu teknologi laser semikonduktor yang paling matang. Pada masa ini, laser semikonduktor pemancar tepi berasaskan GAAS (760-1060 nm) telah digunakan secara meluas secara komersil. Sebagai bahan semikonduktor generasi ketiga selepas Si dan GaAs, GaN telah mengambil berat secara meluas dalam penyelidikan saintifik dan industri kerana sifat fizikal dan kimianya yang sangat baik. Dengan pembangunan peranti optoelektronik berasaskan GAN dan usaha penyelidik, diod pemancar cahaya dan laser pemancar tepi berasaskan GAN telah diindustrikan.