Выбар ідэалукрыніца лазера: паўправадніковы лазер краёвай эмісіі
1. Уводзіны
Паўправадніковы лазерчыпы дзеляцца на лазерныя чыпы з краёвым выпраменьваннем (EEL) і лазерныя чыпы з вертыкальнай паверхняй (VCSEL) у адпаведнасці з рознымі працэсамі вытворчасці рэзанатараў, і іх канкрэтныя структурныя адрозненні паказаны на малюнку 1. У параўнанні з лазерам з вертыкальнай паверхняй, выпраменьваючым з паверхні, краёвы выпраменьваючых паўправадніковых лазерных тэхналогій развіцця з'яўляецца больш сталым, з шырокім дыяпазонам даўжынь хваль, высокаяэлектрааптычныэфектыўнасць пераўтварэння, вялікая магутнасць і іншыя перавагі, вельмі прыдатныя для лазернай апрацоўкі, аптычнай сувязі і іншых галінах. У цяперашні час паўправадніковыя лазеры з краёвым выпраменьваннем з'яўляюцца важнай часткай оптаэлектроннай прамысловасці, і іх прымяненне ахоплівае прамысловасць, тэлекамунікацыі, навуку, спажывецкую, ваенную і аэракасмічную прамысловасць. З развіццём і прагрэсам тэхналогій магутнасць, надзейнасць і эфектыўнасць пераўтварэння энергіі паўправадніковых лазераў з краёвым выпраменьваннем былі значна палепшаны, і перспектывы іх прымянення становяцца ўсё больш і больш шырокімі.
Далей я прывяду вас да далейшай ацэнкі непаўторнага шарму бакавога выпраменьванняпаўправадніковыя лазеры.
Малюнак 1 (злева) бакавы выпраменьваючы паўправадніковы лазер і (справа) вертыкальная павярхоўная структура выпраменьваючага лазера
2. Прынцып дзеяння краёвага эмісійнага паўправаднікалазер
Структуру паўправадніковага лазера з краёвым выпраменьваннем можна падзяліць на наступныя тры часткі: актыўная вобласць паўправадніка, крыніца накачкі і аптычны рэзанатар. У адрозненне ад рэзанатараў павярхоўна-выпраменьвальных лазераў з вертыкальным рэзанаторам (якія складаюцца з верхняга і ніжняга люстэркаў Брэгга), рэзанатары ў паўправадніковых лазерных прыладах з краёвым выпраменьваннем у асноўным складаюцца з аптычных плёнак з абодвух бакоў. Тыповая структура прылады EEL і структура рэзанатара паказаны на малюнку 2. Фатон у паўправадніковым лазерным прыладзе краёвага выпраменьвання ўзмацняецца шляхам выбару моды ў рэзанатары, і лазер фарміруецца ў напрамку, паралельным паверхні падкладкі. Паўправадніковыя лазерныя прылады з краёвым выпраменьваннем маюць шырокі дыяпазон працоўных даўжынь хваль і падыходзяць для многіх практычных ужыванняў, таму яны становяцца адным з ідэальных крыніц лазера.
Паказчыкі ацэнкі прадукцыйнасці паўправадніковых лазераў з краёвым выпраменьваннем таксама супадаюць з іншымі паўправадніковымі лазерамі, у тым ліку: (1) даўжыня хвалі генерацыі лазера; (2) Парогавы ток Ith, гэта значыць ток, пры якім лазерны дыёд пачынае генераваць лазерныя ваганні; (3) Працоўны ток Iop, гэта значыць рухаючы ток, калі лазерны дыёд дасягае намінальнай выхадной магутнасці, гэты параметр прымяняецца для распрацоўкі і мадуляцыі схемы лазернага прывада; (4) эфектыўнасць нахілу; (5) Вугал вертыкальнай дывергенцыі θ⊥; (6) Вугал гарызантальнага разыходжання θ∥; (7) Кантралюйце ток Iм, гэта значыць бягучы памер паўправадніковага лазернага чыпа пры намінальнай выхадной магутнасці.
3. Прагрэс даследаванняў паўправадніковых лазераў на аснове краёвага выпраменьвання GaAs і GaN
Паўправадніковы лазер на аснове паўправадніковага матэрыялу GaAs з'яўляецца адной з самых развітых паўправадніковых лазерных тэхналогій. У цяперашні час паўправадніковыя лазеры блізкага інфрачырвонага дыяпазону (760-1060 нм) на аснове GAAS шырока выкарыстоўваюцца ў камерцыйных мэтах. З'яўляючыся паўправадніковым матэрыялам трэцяга пакалення пасля Si і GaAs, GaN быў шырока заклапочаны навуковымі даследаваннямі і прамысловасцю з-за яго выдатных фізічных і хімічных уласцівасцей. З распрацоўкай оптаэлектронных прылад на аснове GAN і намаганнямі даследчыкаў святловыпрамяняльныя дыёды і лазеры з кантавым выпраменьваннем на аснове GAN былі індустрыялізаваны.
Час публікацыі: 16 студзеня 2024 г