Valg af ideallaserkildekant-emission halvlederlaser
1. Introduktion
HalvlederlaserChips er opdelt i kantudstrålende laserchips (EEL) og vertikale hulrumsoverfladeudstrålende laserchips (VCSEL) i henhold til de forskellige fremstillingsprocesser for resonatorer, og deres specifikke strukturelle forskelle er vist i figur 1. Sammenlignet med vertikale hulrumsoverfladeudstrålende lasere er udviklingen af kantudstrålende halvlederlaserteknologi mere moden, med et bredt bølgelængdeområde, højelektrooptiskkonverteringseffektivitet, stor effekt og andre fordele, meget velegnet til laserbehandling, optisk kommunikation og andre områder. I øjeblikket er kant-emitterende halvlederlasere en vigtig del af optoelektronikindustrien, og deres anvendelser har dækket industri, telekommunikation, videnskab, forbruger, militær og luftfart. Med udviklingen og fremskridtene inden for teknologi er effekten, pålideligheden og energikonverteringseffektiviteten af kant-emitterende halvlederlasere blevet betydeligt forbedret, og deres anvendelsesmuligheder er mere og mere omfattende.
Dernæst vil jeg lede dig til yderligere at værdsætte den unikke charme ved sideemitterendehalvlederlasere.
Figur 1 (venstre) sideemitterende halvlederlaser og (højre) strukturdiagram for lodret kavitetsoverfladeemitterende laser
2. Funktionsprincip for kant-emissionshalvlederlaser
Strukturen af en kantemitterende halvlederlaser kan opdeles i følgende tre dele: halvlederaktivt område, pumpekilde og optisk resonator. I modsætning til resonatorerne i vertikale hulrumsoverfladeemitterende lasere (som er sammensat af Bragg-spejle foroven og forneden) er resonatorerne i kantemitterende halvlederlaseranordninger hovedsageligt sammensat af optiske film på begge sider. Den typiske EEL-anordningsstruktur og resonatorstruktur er vist i figur 2. Fotonen i kantemitterende halvlederlaseranordninger forstærkes ved hjælp af modevalg i resonatoren, og laseren dannes i en retning parallelt med substratoverfladen. Kantemitterende halvlederlaseranordninger har et bredt område af driftsbølgelængder og er egnede til mange praktiske anvendelser, så de bliver en af de ideelle laserkilder.
Ydelsesevalueringsindekserne for kant-emitterende halvlederlasere er også i overensstemmelse med andre halvlederlasere, herunder: (1) laserlaserbølgelængde; (2) Tærskelstrøm Ith, dvs. den strøm, hvor laserdioden begynder at generere laseroscillation; (3) Arbejdsstrøm Iop, dvs. drivstrømmen, når laserdioden når den nominelle udgangseffekt. Denne parameter anvendes til design og modulering af laserdrevkredsløbet; (4) Hældningseffektivitet; (5) Vertikal divergensvinkel θ⊥; (6) Horisontal divergensvinkel θ∥; (7) Overvågning af strømmen Im, dvs. halvlederlaserchippens strømstørrelse ved den nominelle udgangseffekt.
3. Forskningsfremskridt inden for GaAs- og GaN-baserede kantemitterende halvlederlasere
Halvlederlaseren baseret på GaAs-halvledermateriale er en af de mest modne halvlederlaserteknologier. I øjeblikket er GAAS-baserede nær-infrarøde bånd (760-1060 nm) kant-emitterende halvlederlasere blevet bredt anvendt kommercielt. Som tredje generations halvledermateriale efter Si og GaAs har GaN været bredt anvendt inden for videnskabelig forskning og industri på grund af dets fremragende fysiske og kemiske egenskaber. Med udviklingen af GAN-baserede optoelektroniske enheder og forskernes indsats er GAN-baserede lysdioder og kant-emitterende lasere blevet industrialiseret.
Opslagstidspunkt: 16. januar 2024