Выбар ідэалулазерная крыніцапаўправадніковы лазер з краёвым выпраменьваннем
1. Уводзіны
Паўправадніковы лазерЧыпы падзяляюцца на лазерныя чыпы з торцавым выпраменьваннем (EEL) і лазерныя чыпы з вертыкальным рэзанантарам з паверхневым выпраменьваннем (VCSEL) у залежнасці ад розных працэсаў вытворчасці рэзанатараў, а іх спецыфічныя структурныя адрозненні паказаны на малюнку 1. У параўнанні з лазерам з вертыкальным рэзанантарам з паверхневым выпраменьваннем, тэхналогія паўправадніковых лазераў з торцавым выпраменьваннем з'яўляецца больш развітай, мае шырокі дыяпазон даўжынь хваль, высокую...электрааптычныэфектыўнасць пераўтварэння, вялікая магутнасць і іншыя перавагі, вельмі падыходзяць для лазернай апрацоўкі, аптычнай сувязі і іншых абласцей. У цяперашні час паўправадніковыя лазеры з торцавым выпраменьваннем з'яўляюцца важнай часткай оптаэлектроннай прамысловасці, і іх прымяненне ахоплівае прамысловасць, тэлекамунікацыі, навуку, бытавую тэхніку, ваенную і аэракасмічную тэхніку. З развіццём і прагрэсам тэхналогій магутнасць, надзейнасць і эфектыўнасць пераўтварэння энергіі паўправадніковых лазераў з торцавым выпраменьваннем значна палепшыліся, і перспектывы іх прымянення ўсё больш шырокія.
Далей я пакажу вам, як яшчэ лепш ацаніць унікальны шарм бакавога выпраменьванняпаўправадніковыя лазеры.
Малюнак 1 (злева) паўправадніковы лазер з бакавым выпраменьваннем і (справа) структурная дыяграма лазера з вертыкальным рэзанатарам, які выпраменьвае паверхню.
2. Прынцып працы паўправадніка з краёвай эмісіяйлазер
Структуру паўправадніковага лазера з краёвым выпраменьваннем можна падзяліць на наступныя тры часткі: актыўную вобласць паўправадніка, крыніцу накачкі і аптычны рэзанатар. У адрозненне ад рэзанатараў лазераў з вертыкальным рэзанатарам і паверхневым выпраменьваннем (якія складаюцца з верхніх і ніжніх люстэркаў Брэга), рэзанатары ў паўправадніковых лазерных прыладах з краёвым выпраменьваннем у асноўным складаюцца з аптычных плёнак з абодвух бакоў. Тыповая структура прылады EEL і структура рэзанатара паказана на малюнку 2. Фатон у паўправадніковым лазерным прыладзе з краёвым выпраменьваннем узмацняецца шляхам выбару моды ў рэзанатары, і лазер фармуецца ў кірунку, паралельным паверхні падкладкі. Паўправадніковыя лазерныя прылады з краёвым выпраменьваннем маюць шырокі дыяпазон рабочых даўжынь хваль і падыходзяць для многіх практычных ужыванняў, таму яны з'яўляюцца адной з ідэальных крыніц лазернага выпраменьвання.
Паказчыкі ацэнкі прадукцыйнасці паўправадніковых лазераў з тарцовым выпраменьваннем таксама адпавядаюць іншым паўправадніковым лазерам, у тым ліку: (1) даўжыня хвалі лазернага выпраменьвання; (2) парогавы ток Ith, гэта значыць ток, пры якім лазерны дыёд пачынае генераваць лазерныя ваганні; (3) рабочы ток Iop, гэта значыць ток кіравання, пры якім лазерны дыёд дасягае намінальнай выходнай магутнасці; гэты параметр ужываецца пры праектаванні і мадуляцыі схемы кіравання лазерам; (4) эфектыўнасць нахілу; (5) кут вертыкальнай дывергенцыі θ⊥; (6) кут гарызантальнай дывергенцыі θ∥; (7) кантроль току Im, гэта значыць памеру току паўправадніковага лазернага чыпа пры намінальнай выходнай магутнасці.
3. Ход даследаванняў паўправадніковых лазераў з торцавым выпраменьваннем на аснове GaAs і GaN
Паўправадніковы лазер на аснове паўправадніковага матэрыялу GaAs з'яўляецца адной з найбольш развітых тэхналогій паўправадніковых лазераў. У цяперашні час шырока камерцыйна выкарыстоўваюцца паўправадніковыя лазеры блізкага інфрачырвонага дыяпазону (760-1060 нм) на аснове GAAS. Як паўправадніковы матэрыял трэцяга пакалення пасля Si і GaAs, GaN шырока выкарыстоўваецца ў навуковых даследаваннях і прамысловасці дзякуючы сваім выдатным фізічным і хімічным уласцівасцям. З развіццём оптаэлектронных прылад на аснове GAN і намаганнямі даследчыкаў, святлодыёды і лазеры з тарцовым выпраменьваннем на аснове GAN былі прамыслова развіты.
Час публікацыі: 16 студзеня 2024 г.