Zgjedhja e burimit ideal të lazerit: lazer gjysmëpërçues me emetim skaji Pjesa e Parë

Zgjedhja e idealitburim lazerilazer gjysmëpërçues me emetim skaji
1. Hyrje
Lazer gjysmëpërçuesÇipat ndahen në çipa lazeri që lëshojnë skaje (EEL) dhe çipa lazeri që lëshojnë sipërfaqe me zgavra vertikale (VCSEL) sipas proceseve të ndryshme të prodhimit të rezonatorëve, dhe ndryshimet e tyre specifike strukturore tregohen në Figurën 1. Krahasuar me lazerin që lëshon sipërfaqe me zgavra vertikale, zhvillimi i teknologjisë së lazerit gjysmëpërçues që lëshon skaje është më i pjekur, me një gamë të gjerë gjatësi vale, të lartë.elektro-optikEfikasiteti i konvertimit, fuqia e madhe dhe avantazhe të tjera, shumë të përshtatshme për përpunimin me lazer, komunikimin optik dhe fusha të tjera. Aktualisht, lazerët gjysmëpërçues që emetojnë skaje janë një pjesë e rëndësishme e industrisë së optoelektronikës, dhe zbatimet e tyre kanë mbuluar industrinë, telekomunikacionin, shkencën, konsumatorin, ushtrinë dhe hapësirën ajrore. Me zhvillimin dhe përparimin e teknologjisë, fuqia, besueshmëria dhe efikasiteti i konvertimit të energjisë së lazerëve gjysmëpërçues që emetojnë skaje janë përmirësuar shumë, dhe perspektivat e aplikimit të tyre janë gjithnjë e më të gjera.
Më pas, do t'ju udhëheq drejt vlerësimit më të thellë të sharmit unik të emetimit anësor.lazerë gjysmëpërçues.

Figura 1 (majtas) diagrama e strukturës së lazerit gjysmëpërçues që emeton anë dhe (djathtas) diagrama e strukturës së lazerit që emeton sipërfaqen vertikale të zgavrës

2. Parimi i punës së gjysmëpërçuesit me emetim skajorlazer
Struktura e lazerit gjysmëpërçues që lëshon skaje mund të ndahet në tre pjesët e mëposhtme: rajoni aktiv gjysmëpërçues, burimi i pompës dhe rezonatori optik. Ndryshe nga rezonatorët e lazerëve që lëshojnë sipërfaqe me zgavër vertikale (të cilët përbëhen nga pasqyra Bragg të sipërme dhe të poshtme), rezonatorët në pajisjet lazer gjysmëpërçues që lëshojnë skaje përbëhen kryesisht nga filma optikë në të dyja anët. Struktura tipike e pajisjes EEL dhe struktura e rezonatorit tregohen në Figurën 2. Fotoni në pajisjen lazer gjysmëpërçues me lëshim skajesh amplifikohet nga përzgjedhja e modalitetit në rezonator, dhe lazeri formohet në drejtimin paralel me sipërfaqen e substratit. Pajisjet lazer gjysmëpërçues që lëshojnë skaje kanë një gamë të gjerë gjatësish vale operimi 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 emetojnë skaje janë gjithashtu në përputhje me lazerët e tjerë gjysmëpërçues, duke përfshirë: (1) gjatësinë e valës së lazerit; (2) Rrymën prag Ith, domethënë rrymën në të cilën dioda lazer fillon të gjenerojë lëkundje lazeri; (3) Rrymën e punës Iop, domethënë rrymën lëvizëse kur dioda lazer arrin fuqinë e daljes së vlerësuar, ky parametër zbatohet në projektimin dhe modulimin e qarkut të drejtimit të lazerit; (4) Efikasitetin e pjerrësisë; (5) Këndin e divergjencës vertikale θ⊥; (6) Këndin e divergjencës horizontale θ∥; (7) Monitorimin e rrymës Im, domethënë madhësinë e rrymës së çipit të lazerit gjysmëpërçues në fuqinë e daljes së vlerësuar.

3. Progresi i kërkimit të lazerëve gjysmëpërçues që lëshojnë skaje me bazë GaAs dhe GaN
Lazeri gjysmëpërçues i bazuar në materialin gjysmëpërçues GaAs është një nga teknologjitë më të zhvilluara të lazerëve gjysmëpërçues. Aktualisht, lazerët gjysmëpërçues me emetim skajesh të bazuar në GAAS me brez infra të kuq të afërt (760-1060 nm) janë përdorur gjerësisht komercialisht. Si materiali gjysmëpërçues i gjeneratës së tretë pas Si dhe GaAs, GaN ka qenë gjerësisht i përfshirë në kërkimin shkencor dhe industri për shkak të vetive të tij të shkëlqyera fizike dhe kimike. Me zhvillimin e pajisjeve optoelektronike të bazuara në GAN dhe përpjekjet e studiuesve, diodat që emetojnë dritë dhe lazerët që emetojnë skaje të bazuara në GAN janë industrializuar.