Идеалдуу лазер булагын тандоо: жээк чыгаруучу жарым өткөргүч лазер Биринчи бөлүк

Идеалды тандоолазер булагы: четки эмиссия жарым өткөргүч лазер
1. Киришүү
Жарым өткөргүч лазермикросхемалар резонаторлордун ар кандай өндүрүш процесстерине ылайык кырдуу лазердик чиптерге (EEL) жана вертикалдык көңдөй беттик лазер микросхемаларына (VCSEL) бөлүнөт жана алардын өзгөчө структуралык айырмалары 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Жарым өткөргүч лазердик технологияны иштеп чыгуу жетилген, кең толкун узундугу менен, бийикэлектро-оптикалыккайра иштетүү натыйжалуулугу, чоң күч жана башка артыкчылыктары, лазердик иштетүү, оптикалык байланыш жана башка тармактар ​​үчүн абдан ылайыктуу. Азыркы учурда, жээк чыгаруучу жарым өткөргүч лазерлер оптоэлектроника тармагынын маанилүү бөлүгү болуп саналат жана алардын колдонулушу өнөр жай, телекоммуникация, илим, керектөө, аскердик жана аэрокосмостук тармактарды камтыйт. Технологиянын өнүгүшү жана прогресси менен жээк чыгаруучу жарым өткөргүч лазерлердин кубаттуулугу, ишенимдүүлүгү жана энергияны өзгөртүү эффективдүүлүгү абдан жакшырды жана аларды колдонуу перспективалары барган сайын кеңейди.
Андан кийин, мен сизди каптал чыгаруунун уникалдуу сүйкүмдүүлүгүн мындан ары да баалоого алып келемжарым өткөргүч лазер.

1-сүрөт (сол) тараптагы жарык берүүчү жарым өткөргүч лазер жана (оң) вертикалдык көңдөй бетинин эмитенттүү лазер структурасынын диаграммасы

2. Четтик эмиссия жарым өткөргүчтүн иштөө принцибилазер
Чек чыгарган жарым өткөргүч лазердин түзүмүн төмөнкү үч бөлүккө бөлүүгө болот: жарым өткөргүч активдүү аймак, насостун булагы жана оптикалык резонатор. Вертикалдуу көңдөй беттик лазерлердин резонаторлорунан айырмаланып (алар үстүнкү жана астыңкы Брагг күзгүлөрүнөн турат) четинен чыгаруучу жарым өткөргүч лазердик приборлордогу резонаторлор негизинен эки жагындагы оптикалык пленкалардан турат. Типтүү EEL түзүлүшүнүн структурасы жана резонатордун структурасы 2-сүрөттө көрсөтүлгөн. Чет-эмиссиялык жарым өткөргүч лазердик түзүлүштөгү фотон резонатордогу режимди тандоо менен күчөтүлөт, ал эми лазер субстраттын бетине параллелдүү багытта түзүлөт. Чет чыгаруучу жарым өткөргүч лазердик түзүлүштөр иштөөчү толкун узундуктарынын кеңири диапазонуна ээ жана көптөгөн практикалык колдонмолорго ылайыктуу, ошондуктан алар идеалдуу лазер булактарынын бири болуп калышат.

Четинен чыккан жарым өткөргүч лазерлердин натыйжалуулугун баалоо индекстери башка жарым өткөргүч лазерлерге да дал келет, анын ичинде: (1) лазердик лазердик толкун узундугу; (2) Босого ток Ith, башкача айтканда, лазердик диод лазер термелүүсүн генерациялай баштаган ток; (3) Жумушчу ток Iop, башкача айтканда, лазердик диод номиналдык чыгаруу кубаттуулугуна жеткенде кыймылдаткыч ток, бул параметр лазердик дисктин схемасын долбоорлоого жана модуляциялоого колдонулат; (4) Эңкейиштин эффективдүүлүгү; (5) Вертикалдык дивергенция бурч θ⊥; (6) Горизонталдык дивергенция бурч θ∥; (7) Учурдагы Im, башкача айтканда, номиналдык чыгаруу кубаттуулугунда жарым өткөргүч лазер микросхемасынын учурдагы өлчөмүн көзөмөлдөңүз.

3. GaAs жана GaN негизинде жээк чыгаруучу жарым өткөргүч лазерлерди изилдөө прогресси
GaAs жарым өткөргүч материалына негизделген жарым өткөргүч лазер эң жетилген жарым өткөргүч лазердик технологиялардын бири болуп саналат. Азыркы учурда GAAS негизиндеги жакын инфракызыл диапазондо (760-1060 нм) жээк чыгаруучу жарым өткөргүч лазерлер коммерциялык максатта кеңири колдонулат. Si жана GaAsдан кийинки үчүнчү муундагы жарым өткөргүч материал катары GaN өзүнүн эң сонун физикалык жана химиялык касиеттеринен улам илимий изилдөөдө жана өнөр жайда кеңири таралган. GAN негизиндеги оптоэлектрондук приборлордун өнүгүшү жана изилдөөчүлөрдүн күч-аракети менен GAN негизиндеги жарык берүүчү диоддор жана четинен чыгаруучу лазерлер индустриялаштырылган.