Valg af ideel laserkilde: kantemissionshalvlederlaser, del 1

Valg af ideallaserkilde: kant emission halvleder laser
1. Introduktion
Halvleder laserchips er opdelt i kantudsendende laserchips (EEL) og lodrette hulrumsoverfladeudsendende laserchips (VCSEL) i henhold til de forskellige fremstillingsprocesser af resonatorer, og deres specifikke strukturelle forskelle er vist i figur 1. Sammenlignet med lodret hulrumsoverfladeudsendende laser, kan kant emitterende halvleder laser teknologi udvikling er mere moden, med et bredt bølgelængdeområde, højelektro-optiskkonverteringseffektivitet, stor effekt og andre fordele, meget velegnet til laserbehandling, optisk kommunikation og andre områder. På nuværende tidspunkt er kant-emitterende halvlederlasere en vigtig del af optoelektronikindustrien, og deres anvendelser har dækket industri, telekommunikation, videnskab, forbruger, militær og rumfart. Med udviklingen og fremskridtene inden for teknologi er kraften, pålideligheden og energikonverteringseffektiviteten af ​​kant-emitterende halvlederlasere blevet væsentligt forbedret, og deres anvendelsesmuligheder er mere og mere omfattende.
Dernæst vil jeg lede dig til yderligere at værdsætte den unikke charme ved side-emitteringhalvlederlasere.

Figur 1 (venstre) sideemitterende halvlederlaser og (højre) lodret hulrumsoverfladeemitterende laserstrukturdiagram

2. Arbejdsprincip for kantemissionshalvlederlaser
Strukturen af ​​kant-emitterende halvlederlaser kan opdeles i følgende tre dele: halvlederaktivt område, pumpekilde og optisk resonator. Til forskel fra resonatorerne i lasere, der udsender lodret kavitet, (som er sammensat af top- og bund-Bragg-spejle), er resonatorerne i kant-emitterende halvlederlaseranordninger hovedsageligt sammensat af optiske film på begge sider. Den typiske EEL-enhedsstruktur og resonatorstrukturen er vist i figur 2. Fotonen i kant-emission-halvlederlaseranordningen forstærkes ved modusvalg i resonatoren, og laseren dannes i retningen parallelt med substratoverfladen. Kant-emitterende halvlederlaserenheder har en bred vifte af driftsbølgelængder og er velegnede til mange praktiske anvendelser, så de bliver en af ​​de ideelle laserkilder.

Ydeevneevalueringsindeksene for kant-emitterende halvlederlasere er også i overensstemmelse med andre halvlederlasere, herunder: (1) laserlaserbølgelængde; (2) Tærskelstrøm Ith, det vil sige den strøm, ved hvilken laserdioden begynder at generere laseroscillation; (3) Arbejdsstrøm Iop, det vil sige drivstrømmen, når laserdioden når den nominelle udgangseffekt, denne parameter anvendes til design og modulering af laserdrivkredsløbet; (4) Hældningseffektivitet; (5) Vertikal divergensvinkel θ⊥; (6) Horisontal divergensvinkel θ∥; (7) Overvåg strømmen Im, det vil sige den aktuelle størrelse af halvlederlaserchippen ved den nominelle udgangseffekt.

3. Forskningsfremskridt for GaAs- og GaN-baserede kant-emitterende halvlederlasere
Halvlederlaseren baseret på GaAs halvledermateriale er en af ​​de mest modne halvlederlaserteknologier. På nuværende tidspunkt er GAAS-baserede nær-infrarøde bånd (760-1060 nm) kant-emitterende halvlederlasere blevet meget brugt kommercielt. Som tredje generation af halvledermateriale efter Si og GaAs har GaN været meget bekymret i 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 lysemitterende dioder og kant-emitterende lasere blevet industrialiseret.