Zgjedhja e burimit ideal të lazerit: Lazeri gjysmëpërçues i emetimit të skajit Pjesa e Parë

Zgjedhja e idealitburim lazer: lazer gjysmëpërçues me emetim buzësh
1. Hyrje
Lazer gjysmëpërçuespatate të skuqura ndahen në çipa lazer që lëshojnë skaje (EEL) dhe çipa lazer me sipërfaqe vertikale të zgavrës (VCSEL) sipas proceseve të ndryshme të prodhimit të rezonatorëve, dhe dallimet e tyre specifike strukturore tregohen në Figurën 1. Krahasuar me lazerin që lëshon sipërfaqe vertikale të zgavrës, buzë Zhvillimi i teknologjisë lazer gjysmëpërçues emetues është më i pjekur, me një gamë të gjerë gjatësi vale, të lartëelektro-optikeEfikasiteti i konvertimit, fuqia e madhe dhe avantazhe të tjera, shumë i përshtatshëm për përpunimin me lazer, komunikimin optik dhe fusha të tjera. Aktualisht, lazerët gjysmëpërçues që lëshojnë skaje janë një pjesë e rëndësishme e industrisë optoelektronike dhe aplikimet e tyre kanë mbuluar industrinë, telekomunikacionin, shkencën, konsumatorët, ushtrinë dhe hapësirën ajrore. Me zhvillimin dhe përparimin e teknologjisë, fuqia, besueshmëria dhe efikasiteti i konvertimit të energjisë së lazerëve gjysmëpërçues me emetim të skajeve janë përmirësuar shumë dhe perspektivat e aplikimit të tyre janë gjithnjë e më të gjera.
Më pas, unë do t'ju bëj të vlerësoni më tej hijeshinë unike të emetimit anësorlazer gjysmëpërçues.

Figura 1 (majtas) diagrami i strukturës së lazerit gjysmëpërçues që lëshon në anën e majtë dhe (djathtas) vertikale të sipërfaqes së zgavrës që lëshon lazer

2. Parimi i punës së gjysmëpërçuesit të emetimit në skajlazer
Struktura e lazerit gjysmëpërçues që lëshon skaje mund të ndahet në tre pjesët e mëposhtme: rajoni aktiv i gjysmëpërçuesit, burimi i pompës dhe rezonatori optik. Ndryshe nga rezonatorët e lazerëve që lëshojnë sipërfaqe të zgavrës vertikale (të cilat janë të përbëra nga pasqyrat Bragg të sipërme dhe të poshtme), rezonatorët në pajisjet lazer gjysmëpërçuese me emetim skajor përbëhen kryesisht nga filma optikë në të dy anët. Struktura tipike e pajisjes EEL dhe struktura e rezonatorit janë paraqitur në Figurën 2. Fotoni në pajisjen lazer gjysmëpërçues me emetim skajor përforcohet nga zgjedhja e modalitetit në rezonator dhe lazeri formohet në drejtimin paralel me sipërfaqen e nënshtresës. Pajisjet laserike gjysmëpërçuese që lëshojnë skaje kanë një gamë të gjerë gjatësi vale operative dhe janë të përshtatshme për shumë aplikime praktike, kështu që ato bëhen një nga burimet ideale të lazerit.

Indekset e vlerësimit të performancës së lazerëve gjysmëpërçues që lëshojnë skaje janë gjithashtu në përputhje me lazerët e tjerë gjysmëpërçues, duke përfshirë: (1) gjatësinë e valës së laserit me lazer; (2) Rryma e pragut Ith, domethënë rryma në të cilën dioda lazer fillon të gjenerojë lëkundje lazer; (3) Rryma e punës Iop, domethënë rryma lëvizëse kur dioda lazer arrin fuqinë nominale të daljes, ky parametër zbatohet në projektimin dhe modulimin e qarkut të lëvizjes lazer; (4) Efikasiteti i pjerrësisë; (5) Këndi i divergjencës vertikale θ⊥; (6) Këndi i divergjencës horizontale θ∥; (7) Monitoroni rrymën Im, domethënë madhësinë aktuale të çipit lazer gjysmëpërçues në fuqinë e vlerësuar të daljes.

3. Progresi i kërkimit të lazerëve gjysmëpërçues me bazë GaAs dhe GaN
Lazeri gjysmëpërçues i bazuar në materialin gjysmëpërçues GaAs është një nga teknologjitë më të pjekura të lazerit gjysmëpërçues. Aktualisht, lazerët gjysmëpërçues që lëshojnë skaje me brez afër infra të kuqe (760-1060 nm) me bazë GAAS janë përdorur gjerësisht në treg. Si materiali gjysmëpërçues i gjeneratës së tretë pas Si dhe GaAs, GaN ka qenë i shqetësuar gjerësisht në kërkimin shkencor dhe industrinë për shkak të vetive të shkëlqyera fizike dhe kimike. Me zhvillimin e pajisjeve optoelektronike të bazuara në GAN dhe përpjekjet e studiuesve, diodat emetuese të dritës me bazë GAN dhe lazerët që lëshojnë skaje janë industrializuar.