Избор на идеаллазерен източникполупроводников лазер с ръбово излъчване
1. Въведение
Полупроводников лазерЧиповете се разделят на лазерни чипове с излъчване на ръбове (EEL) и лазерни чипове с излъчване на повърхности с вертикална кухина (VCSEL) според различните производствени процеси на резонаторите, а техните специфични структурни разлики са показани на Фигура 1. В сравнение с лазера с излъчване на повърхности с вертикална кухина, технологията за излъчване на ръбове на полупроводникови лазери е по-зряла, с широк диапазон на дължината на вълната, висока...електрооптиченефективност на преобразуване, голяма мощност и други предимства, много подходящи за лазерна обработка, оптична комуникация и други области. В момента полупроводниковите лазери с ръбово излъчване са важна част от оптоелектронната индустрия и техните приложения обхващат промишлеността, телекомуникациите, науката, потребителската, военната и аерокосмическата индустрия. С развитието и напредъка на технологиите, мощността, надеждността и ефективността на преобразуване на енергията на полупроводниковите лазери с ръбово излъчване са значително подобрени и перспективите за тяхното приложение са все по-широки.
След това ще ви накарам да оцените по-нататък уникалния чар на страничното излъчванеполупроводникови лазери.
Фигура 1 (лява) диаграма на структурата на странично излъчващ полупроводников лазер и (дясна) диаграма на структурата на лазер с вертикална кухина, излъчващ повърхностно
2. Принцип на работа на полупроводник с емисия на ръбалазер
Структурата на полупроводниковия лазер с ръбово излъчване може да бъде разделена на следните три части: активна област на полупроводника, източник на помпа и оптичен резонатор. За разлика от резонаторите на лазерите с вертикална кухина и повърхностно излъчване (които са съставени от горни и долни огледала на Браг), резонаторите в полупроводниковите лазерни устройства с ръбово излъчване са съставени главно от оптични филми от двете страни. Типичната структура на EEL устройството и структурата на резонатора са показани на Фигура 2. Фотонът в полупроводниковия лазер с ръбово излъчване се усилва чрез избор на мод в резонатора и лазерът се формира в посока, успоредна на повърхността на субстрата. Полупроводниковите лазерни устройства с ръбово излъчване имат широк диапазон от работни дължини на вълните и са подходящи за много практически приложения, така че се превръщат в един от идеалните лазерни източници.
Индексите за оценка на производителността на полупроводниковите лазери с ръбово излъчване също са съвместими с други полупроводникови лазери, включително: (1) дължина на вълната на лазерното генериране; (2) прагов ток Ith, т.е. токът, при който лазерният диод започва да генерира лазерни трептения; (3) работен ток Iop, т.е. задвижващият ток, когато лазерният диод достигне номиналната изходна мощност. Този параметър се прилага за проектирането и модулацията на лазерната задвижваща верига; (4) ефективност на наклона; (5) ъгъл на вертикална дивергенция θ⊥; (6) ъгъл на хоризонтална дивергенция θ∥; (7) наблюдение на тока Im, т.е. размера на тока на полупроводниковия лазерен чип при номиналната изходна мощност.
3. Напредък в изследванията на GaAs и GaN лазери с ръбово излъчване
Полупроводниковият лазер, базиран на полупроводников материал GaAs, е една от най-развитите технологии за полупроводникови лазери. В момента широко комерсиално използвани полупроводникови лазери с ръбово излъчване, базирани на GAAS, в близката инфрачервена лента (760-1060 nm). Като полупроводников материал от трето поколение след Si и GaAs, GaN е широко ангажиран в научните изследвания и индустрията поради отличните си физични и химични свойства. С развитието на оптоелектронни устройства, базирани на GAN, и усилията на изследователите, светодиодите и лазерите с ръбово излъчване, базирани на GAN, са индустриализирани.
Време на публикуване: 16 януари 2024 г.