Pagpili ng perpektong pinagmumulan ng laser: edge emission semiconductor laser Part One

Pagpili ng idealpinagmulan ng laser: edge emission semiconductor laser
1. Panimula
Semiconductor laserAng 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, edge nagpapalabas ng semiconductor laser teknolohiya pag-unlad ay mas mature, na may isang malawak na hanay ng wavelength, mataaselectro-opticalconversion kahusayan, malaking kapangyarihan at iba pang mga pakinabang, napaka-angkop para sa laser processing, optical komunikasyon at iba pang mga patlang. 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, consumer, militar at aerospace. Sa pag-unlad at pag-unlad ng teknolohiya, ang kapangyarihan, pagiging maaasahan at kahusayan sa conversion ng enerhiya ng edge-emitting semiconductor lasers ay lubos na napabuti, at ang kanilang mga prospect ng aplikasyon ay mas at mas malawak.
Susunod, aakayin kita upang higit na pahalagahan ang kakaibang alindog ng side-emittingmga laser ng semiconductor.

Figure 1 (kaliwa) side emitting semiconductor laser at (kanan) vertical cavity surface emitting laser structure diagram

2. Prinsipyo ng pagtatrabaho ng edge emission semiconductorlaser
Ang istraktura ng edge-emitting semiconductor laser ay maaaring nahahati sa sumusunod na tatlong bahagi: semiconductor active region, pump source at optical resonator. Iba sa mga resonator ng vertical cavity surface-emitting lasers (na binubuo ng mga salamin sa itaas at ibaba ng Bragg), ang mga resonator sa edge-emitting semiconductor laser device ay pangunahing binubuo ng mga optical film sa magkabilang panig. Ang tipikal na EEL device structure at resonator structure ay ipinapakita sa Figure 2. Ang photon sa edge-emission semiconductor laser device ay pinalalakas ng pagpili ng mode sa resonator, at ang laser ay nabuo sa direksyon na parallel sa substrate surface. 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 sila ay naging isa sa mga perpektong pinagmumulan ng laser.

Ang mga index ng pagsusuri sa pagganap ng edge-emitting semiconductor lasers ay pare-pareho din sa iba pang semiconductor lasers, kabilang ang: (1) laser lasing wavelength; (2) Threshold kasalukuyang Ith, iyon ay, ang kasalukuyang kung saan ang laser diode ay nagsisimula upang makabuo ng laser oscillation; (3) Paggawa ng kasalukuyang Iop, iyon ay, ang kasalukuyang pagmamaneho kapag ang laser diode ay umabot sa na-rate na kapangyarihan ng output, ang parameter na ito ay inilalapat sa disenyo at modulasyon ng laser drive circuit; (4) kahusayan ng slope; (5) Vertical divergence Angle θ⊥; (6) Horizontal divergence Anggulo θ∥; (7) Subaybayan ang kasalukuyang Im, iyon ay, ang kasalukuyang sukat ng semiconductor laser chip sa rate na kapangyarihan ng output.

3. Pag-unlad ng pananaliksik ng GaAs at GaN based edge emitting semiconductor lasers
Ang semiconductor laser batay sa GaAs semiconductor na materyal ay isa sa mga pinaka-mature na semiconductor laser na teknolohiya. Sa kasalukuyan, ang malapit-infrared na banda na nakabase sa GAAS (760-1060 nm) edge-emitting semiconductor laser ay malawakang ginagamit sa komersyo. Bilang ikatlong henerasyong semiconductor na materyal pagkatapos ng Si at GaAs, ang GaN ay malawak na nababahala sa siyentipikong pananaliksik at industriya dahil sa mahusay nitong pisikal at kemikal na mga katangian. Sa pagbuo ng mga GAN-based na optoelectronic na aparato at ang mga pagsisikap ng mga mananaliksik, ang GAN-based na light-emitting diodes at edge-emitting lasers ay naging industriyalisado.