Ideal lazer manbasini tanlash: chekka emissiya yarimo'tkazgichli lazer Birinchi qism

Idealni tanlashlazer manbai: chekka emissiya yarimo'tkazgichli lazer
1. Kirish
Yarimo'tkazgichli lazerchiplar rezonatorlarning turli ishlab chiqarish jarayonlariga ko'ra chekka chiqaradigan lazer chiplariga (EEL) va vertikal bo'shliqli sirt chiqaradigan lazer chiplariga (VCSEL) bo'linadi va ularning o'ziga xos strukturaviy farqlari 1-rasmda ko'rsatilgan. yarimo'tkazgichli lazer texnologiyasini ishlab chiqish yanada etuk, keng to'lqin uzunligi diapazoni, yuqorielektro-optikkonvertatsiya samaradorligi, katta quvvat va boshqa afzalliklar, lazerli ishlov berish, optik aloqa va boshqa sohalar uchun juda mos keladi. Hozirgi vaqtda qirrali yarimo'tkazgichli lazerlar optoelektronika sanoatining muhim qismidir va ularning qo'llanilishi sanoat, telekommunikatsiya, fan, iste'molchi, harbiy va aerokosmik sohalarni qamrab olgan. Texnologiyaning rivojlanishi va rivojlanishi bilan chekka chiqaradigan yarimo'tkazgichli lazerlarning kuchi, ishonchliligi va energiya konvertatsiya qilish samaradorligi sezilarli darajada yaxshilandi va ularni qo'llash istiqbollari tobora kengayib bormoqda.
Keyinchalik, men sizni yon chiqarishning o'ziga xos jozibasini yanada chuqurroq tushunishga olib boramanyarimo'tkazgichli lazerlar.

1-rasm (chap) tomonda joylashgan yarimo'tkazgichli lazer va (o'ngda) vertikal bo'shliq yuzasi chiqaradigan lazer tuzilishi diagrammasi

2. Chekka emissiya yarimo'tkazgichning ishlash printsipilazer
Chekka chiqaradigan yarimo'tkazgichli lazerning tuzilishini quyidagi uch qismga bo'lish mumkin: yarimo'tkazgich faol hududi, nasos manbai va optik rezonator. Vertikal bo'shliqli sirtni chiqaradigan lazerlarning rezonatorlaridan (ular yuqori va pastki Bragg oynalaridan iborat) farqli o'laroq, chekka nurli yarimo'tkazgichli lazer qurilmalaridagi rezonatorlar, asosan, ikkala tomondagi optik plyonkalardan iborat. EEL qurilmasining tipik tuzilishi va rezonator strukturasi 2-rasmda ko'rsatilgan. Chet-emissiya yarimo'tkazgichli lazer qurilmasidagi foton rezonatorda rejim tanlash orqali kuchaytiriladi va lazer substrat yuzasiga parallel yo'nalishda hosil bo'ladi. Chekka chiqaradigan yarimo'tkazgichli lazer qurilmalari keng ish to'lqin uzunliklariga ega va ko'plab amaliy dasturlar uchun mos keladi, shuning uchun ular ideal lazer manbalaridan biriga aylanadi.

Chekka chiqaradigan yarimo'tkazgichli lazerlarning ishlash ko'rsatkichlari boshqa yarimo'tkazgichli lazerlarga ham mos keladi, jumladan: (1) lazer lazerining to'lqin uzunligi; (2) chegara oqimi Ith, ya'ni lazer diodasi lazer tebranishini hosil qila boshlagan oqim; (3) Ish oqimi Iop, ya'ni lazer diodasi nominal chiqish quvvatiga yetganda harakatlantiruvchi oqim, bu parametr lazer qo'zg'aysan pallasini loyihalash va modulyatsiya qilish uchun qo'llaniladi; (4) Nishab samaradorligi; (5) Vertikal divergensiya burchagi th⊥; (6) Gorizontal divergensiya burchagi th∥; (7) Joriy Im ni, ya'ni nominal chiqish quvvatida yarimo'tkazgich lazer chipining joriy hajmini kuzatib boring.

3. GaAs va GaN asosidagi chekkali yarimo'tkazgichli lazerlarni tadqiq qilish jarayoni
GaAs yarimo'tkazgich materialiga asoslangan yarimo'tkazgichli lazer eng etuk yarimo'tkazgichli lazer texnologiyalaridan biridir. Hozirgi vaqtda GAAS asosidagi yaqin infraqizil diapazonli (760-1060 nm) chekkali yarimo'tkazgichli lazerlar tijorat maqsadlarida keng qo'llanilmoqda. Si va GaAs dan keyin uchinchi avlod yarimo'tkazgich materiali sifatida GaN mukammal fizik va kimyoviy xossalari tufayli ilmiy tadqiqotlar va sanoatda keng qo'llaniladi. GAN asosidagi optoelektronik qurilmalarning rivojlanishi va tadqiqotchilarning sa'y-harakatlari bilan GAN asosidagi yorug'lik chiqaradigan diodlar va chekka lazerlar sanoatlashtirildi.