Избор идеалног ласерског извора: полупроводнички ласер са ивичном емисијом, први део

Избор идеалаласерски изворполупроводнички ласер са рубном емисијом
1. Увод
Полупроводнички ласерЧипови су подељени на ласерске чипове са ивичном емитовањем (EEL) и ласерске чипове са вертикалном шупљином и површинском емитовањем (VCSEL) према различитим процесима производње резонатора, а њихове специфичне структурне разлике су приказане на слици 1. У поређењу са ласерским чиповима са вертикалном шупљином и површинском емитовањем, развој технологије полупроводничких ласера ​​са ивичном емитовањем је зрелији, са широким опсегом таласних дужина, високим...електрооптичкиефикасност конверзије, велика снага и друге предности, веома погодне за ласерску обраду, оптичку комуникацију и друга поља. Тренутно, полупроводнички ласери са ивичном емитовањем су важан део оптоелектронске индустрије, а њихова примена је обухватила индустрију, телекомуникације, науку, потрошачку индустрију, војску и ваздухопловство. Са развојем и напретком технологије, снага, поузданост и ефикасност конверзије енергије полупроводничких ласера ​​са ивичном емитовањем су знатно побољшане, а њихове могућности примене су све шире.
Затим, водићу вас ка даљем разумевању јединственог шарма бочног емитовањаполупроводнички ласери.

Слика 1 (лево) бочно емитовани полупроводнички ласер и (десно) дијаграм структуре вертикалног шупљинског ласерског емитовања површине

2. Принцип рада полупроводника са ивичном емисијомласер
Структура полупроводничког ласера ​​са ивичном емисијом може се поделити на следећа три дела: активну област полупроводника, извор пумпе и оптички резонатор. За разлику од резонатора ласера ​​са вертикалном шупљином који емитују површину (који су састављени од горњих и доњих Брагових огледала), резонатори у полупроводничким ласерским уређајима са ивичном емисијом су углавном састављени од оптичких филмова са обе стране. Типична структура EEL уређаја и структура резонатора су приказане на слици 2. Фотон у полупроводничком ласерском уређају са ивичном емисијом се појачава селекцијом мода у резонатору, а ласер се формира у смеру паралелном површини подлоге. Полупроводнички ласерски уређаји са ивичном емисијом имају широк опсег радних таласних дужина и погодни су за многе практичне примене, тако да постају један од идеалних ласерских извора.

Индекси перформанси полупроводничких ласера ​​са ивичном емитовањем су такође у складу са другим полупроводничким ласерима, укључујући: (1) таласну дужину ласерског ласера; (2) струју прага Ith, односно струју при којој ласерска диода почиње да генерише ласерске осцилације; (3) радну струју Iop, односно погонску струју када ласерска диода достигне номиналну излазну снагу, овај параметар се примењује на пројектовање и модулацију кола за погон ласера; (4) ефикасност нагиба; (5) угао вертикалне дивергенције θ⊥; (6) угао хоризонталне дивергенције θ∥; (7) праћење струје Im, односно величине струје полупроводничког ласерског чипа при номиналној излазној снази.

3. Напредак истраживања полупроводничких ласера ​​са ивичном емитацијом на бази GaAs и GaN
Полупроводнички ласер базиран на GaAs полупроводничком материјалу једна је од најзрелијих технологија полупроводничких ласера. Тренутно се широко комерцијално користе полупроводнички ласери са ивичном емитацијом у блиском инфрацрвеном опсегу (760-1060 nm) базирани на GAAS-у. Као полупроводнички материјал треће генерације, након Si и GaAs, GaN је добио широку пажњу у научним истраживањима и индустрији због својих одличних физичких и хемијских својстава. Развојем оптоелектронских уређаја базираних на GAN-у и напорима истраживача, индустријализоване су светлосне диоде и ласери са ивичном емитацијом базирани на GAN-у.