Alegerea sursei laser ideale: laser semiconductor cu emisie de margine Partea întâi

Alegerea idealuluisursă laserlaser semiconductor cu emisie de margine
1. Introducere
Laser semiconductorCipurile sunt împărțite în cipuri laser cu emițătoare de margine (EEL) și cipuri laser cu emițătoare de suprafață în cavitate verticală (VCSEL) în funcție de diferitele procese de fabricație ale rezonatoarelor, iar diferențele lor structurale specifice sunt prezentate în Figura 1. Comparativ cu laserul cu emițătoare de suprafață în cavitate verticală, dezvoltarea tehnologiei laserului semiconductor cu emițătoare de margine este mai matură, cu o gamă largă de lungimi de undă, înaltă...electro-opticEficiență de conversie, putere mare și alte avantaje, foarte potrivite pentru procesarea cu laser, comunicații optice și alte domenii. În prezent, laserele semiconductoare cu emisie de margini reprezintă o parte importantă a industriei optoelectronice, iar aplicațiile lor au acoperit industria, telecomunicațiile, știința, consumul, armata și industria aerospațială. Odată cu dezvoltarea și progresul tehnologiei, puterea, fiabilitatea și eficiența de conversie a energiei laserelor semiconductoare cu emisie de margini s-au îmbunătățit considerabil, iar perspectivele lor de aplicare sunt din ce în ce mai extinse.
În continuare, vă voi îndruma să apreciați mai mult farmecul unic al luminii cu emisie lateralălasere semiconductoare.

Figura 1 (stânga) diagrama structurii laserului semiconductor cu emițător lateral și (dreapta) diagrama structurii laserului cu emițător de suprafață în cavitate verticală

2. Principiul de funcționare al semiconductorului cu emisie de marginelaser
Structura laserului semiconductor cu emisie laterală poate fi împărțită în următoarele trei părți: regiunea activă a semiconductorului, sursa de pompă și rezonatorul optic. Spre deosebire de rezonatoarele laserelor cu emisie superficială cu cavitate verticală (care sunt compuse din oglinzi Bragg superioare și inferioare), rezonatoarele din dispozitivele laser semiconductor cu emisie laterală sunt compuse în principal din pelicule optice pe ambele părți. Structura tipică a dispozitivului EEL și structura rezonatorului sunt prezentate în Figura 2. Fotonul din dispozitivul laser semiconductor cu emisie laterală este amplificat prin selectarea modului în rezonator, iar laserul este format în direcția paralelă cu suprafața substratului. Dispozitivele laser semiconductor cu emisie laterală au o gamă largă de lungimi de undă de funcționare și sunt potrivite pentru multe aplicații practice, astfel încât devin una dintre sursele laser ideale.

Indicii de evaluare a performanței laserelor semiconductoare cu emițătoare de margini sunt, de asemenea, în concordanță cu alți lasere semiconductoare, inclusiv: (1) lungimea de undă de laser; (2) curentul de prag Ith, adică curentul la care dioda laser începe să genereze oscilații laser; (3) curentul de lucru Iop, adică curentul de acționare atunci când dioda laser atinge puterea nominală de ieșire, acest parametru este aplicat la proiectarea și modularea circuitului de acționare laser; (4) randamentul pantei; (5) unghiul de divergență verticală θ⊥; (6) unghiul de divergență orizontală θ∥; (7) monitorizarea curentului Im, adică dimensiunea curentului cipului laser semiconductor la puterea nominală de ieșire.

3. Progresul cercetării laserelor semiconductoare cu emisie laterală pe bază de GaAs și GaN
Laserul semiconductor bazat pe material semiconductor GaAs este una dintre cele mai mature tehnologii laser semiconductoare. În prezent, laserele semiconductoare cu emițătoare de lumină în banda infraroșu apropiat (760-1060 nm) bazate pe GAAS au fost utilizate pe scară largă în domeniul comercial. Fiind a treia generație de materiale semiconductoare după Si și GaAs, GaN a fost foarte utilizat în cercetarea științifică și în industrie datorită proprietăților sale fizice și chimice excelente. Odată cu dezvoltarea dispozitivelor optoelectronice bazate pe GAN și cu eforturile cercetătorilor, diodele emițătoare de lumină și laserele cu emițătoare de lumină bazate pe GAN au fost industrializate.