Pagpili ng mainam na pinagmumulan ng laser: edge emission semiconductor laser Unang Bahagi

Pagpili ng idealpinagmumulan ng laser: laser semiconductor na naglalabas ng gilid
1. Panimula
Laser na semikonduktorAng mga chip ay nahahati sa edge emitting laser chips (EEL) at vertical cavity surface emitting laser chips (VCSEL) ayon sa iba't ibang proseso ng pagmamanupaktura ng mga resonator, at ang kanilang mga partikular na pagkakaiba sa istruktura ay ipinapakita sa Figure 1. Kung ikukumpara sa vertical cavity surface emitting laser, ang pag-unlad ng teknolohiya ng edge emitting semiconductor laser ay mas mature, na may malawak na hanay ng wavelength, mataas na...elektro-optikalKahusayan sa conversion, malaking lakas at iba pang mga bentahe, na angkop para sa pagproseso ng laser, optical communication at iba pang larangan. Sa kasalukuyan, ang mga edge-emitting semiconductor laser ay isang mahalagang bahagi ng industriya ng optoelectronics, at ang kanilang mga aplikasyon ay sumasaklaw sa industriya, telekomunikasyon, agham, konsyumer, militar at aerospace. Sa pag-unlad at pag-unlad ng teknolohiya, ang lakas, pagiging maaasahan at kahusayan sa conversion ng enerhiya ng mga edge-emitting semiconductor laser ay lubos na napabuti, at ang kanilang mga prospect ng aplikasyon ay lalong lumalawak.
Susunod, gagabayan kita upang higit pang pahalagahan ang natatanging alindog ng side-emittingmga laser na semiconductor.

Pigura 1 (kaliwa) gilid na naglalabas ng semiconductor laser at (kanan) diagram ng istruktura ng patayong ibabaw ng lukab na naglalabas ng laser

2. Prinsipyo ng paggana ng edge emission semiconductorlaser
Ang istruktura ng edge-emitting semiconductor laser ay maaaring hatiin sa sumusunod na tatlong bahagi: semiconductor active region, pump source, at optical resonator. Naiiba sa mga resonator ng vertical cavity surface-emitting lasers (na binubuo ng mga salamin sa itaas at ibaba ng Bragg), ang mga resonator sa mga edge-emitting semiconductor laser device ay pangunahing binubuo ng mga optical film sa magkabilang panig. Ang tipikal na istruktura ng EEL device at istruktura ng resonator ay ipinapakita sa Figure 2. Ang photon sa edge-emission semiconductor laser device ay pinapalakas ng pagpili ng mode sa resonator, at ang laser ay nabubuo sa direksyon na parallel sa ibabaw ng substrate. Ang mga edge-emitting semiconductor laser device ay may malawak na hanay ng mga operating wavelength at angkop para sa maraming praktikal na aplikasyon, kaya naman nagiging isa sila sa mga mainam na pinagmumulan ng laser.

Ang mga indeks ng pagsusuri ng pagganap ng mga edge-emitting semiconductor laser ay naaayon din sa iba pang mga semiconductor laser, kabilang ang: (1) wavelength ng laser lasing; (2) Threshold current Ith, ibig sabihin, ang current kung saan nagsisimulang makabuo ng laser oscillation ang laser diode; (3) Working current Iop, ibig sabihin, ang driving current kapag naabot ng laser diode ang rated output power, ang parameter na ito ay inilalapat sa disenyo at modulasyon ng laser drive circuit; (4) Slope efficiency; (5) Vertical divergence Angle θ⊥; (6) Horizontal divergence Angle θ∥; (7) Subaybayan ang current Im, ibig sabihin, ang laki ng current ng semiconductor laser chip sa rated output power.

3. Pag-unlad ng pananaliksik sa mga laser na naglalabas ng gilid na semiconductor na nakabatay sa GaAs at GaN
Ang semiconductor laser na nakabatay sa materyal na semiconductor ng GaAs ay isa sa mga pinaka-maunlad na teknolohiya ng semiconductor laser. Sa kasalukuyan, ang mga GAAS-based near-infrared band (760-1060 nm) edge-emitting semiconductor laser ay malawakang ginagamit sa komersyo. Bilang ikatlong henerasyon ng semiconductor material pagkatapos ng Si at GaAs, ang GaN ay malawakang pinag-aaralan sa siyentipikong pananaliksik at industriya dahil sa mahusay nitong pisikal at kemikal na mga katangian. Sa pag-unlad ng mga GAN-based optoelectronic device at sa mga pagsisikap ng mga mananaliksik, ang mga GAN-based light-emitting diode at edge-emitting laser ay naging industriyalisado.