Pilihan sumber laser ideal: laser semikonduktor pancaran tepi Bahagian Satu

Pilihan idealsumber laser: laser semikonduktor pancaran 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 khususnya ditunjukkan dalam Rajah 1. Berbanding dengan laser pemancar permukaan rongga menegak, pembangunan teknologi laser semikonduktor pemancar tepi lebih matang, dengan julat panjang gelombang yang luas, tinggielektro-optikKecekapan penukaran, kuasa yang 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 dengan ketara, dan prospek aplikasinya semakin luas.
Seterusnya, saya akan membimbing anda untuk lebih menghargai daya tarikan unik pemancaran sisilaser semikonduktor.

Rajah 1 (kiri) laser semikonduktor pemancar sisi dan (kanan) gambarajah struktur laser pemancar permukaan rongga menegak

2. Prinsip kerja semikonduktor pancaran tepilaser
Struktur laser semikonduktor pemancar tepi boleh dibahagikan kepada tiga bahagian berikut: kawasan aktif semikonduktor, sumber pam dan resonator optik. Berbeza dengan 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 pihak. Struktur peranti EEL dan struktur resonator yang tipikal ditunjukkan dalam Rajah 2. Foton dalam peranti laser semikonduktor pemancar tepi dikuatkan oleh pemilihan mod dalam resonator, dan laser dibentuk pada 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 laser; (2) Arus ambang Ith, iaitu arus di mana diod laser mula menghasilkan ayunan laser; (3) Arus kerja Iop, iaitu arus pemacu apabila diod laser mencapai kuasa output yang dinilai, parameter ini digunakan untuk reka bentuk dan modulasi litar pemacu laser; (4) Kecekapan cerun; (5) Sudut divergensi menegak θ⊥; (6) Sudut divergensi mendatar θ∥; (7) Pantau arus Im, iaitu saiz arus cip laser semikonduktor pada kuasa output yang dinilai.

3. Kemajuan penyelidikan laser semikonduktor pemancar tepi berasaskan GaAs dan GaN
Laser semikonduktor berasaskan bahan semikonduktor GaAs merupakan salah satu teknologi laser semikonduktor yang paling matang. Pada masa ini, laser semikonduktor pemancar tepi jalur inframerah dekat (760-1060 nm) berasaskan GAAS telah digunakan secara meluas secara komersial. Sebagai bahan semikonduktor generasi ketiga selepas Si dan GaAs, GaN telah banyak terlibat dalam penyelidikan saintifik dan industri kerana sifat fizikal dan kimianya yang sangat baik. Dengan perkembangan peranti optoelektronik berasaskan GAN dan usaha penyelidik, diod pemancar cahaya dan laser pemancar tepi berasaskan GAN telah diindustrialisasikan.