Keuse van ideaallaserbronrandemissie halfgeleierlaser
1. Inleiding
HalfgeleierlaserSkyfies word verdeel in randuitstralende laserskyfies (EEL) en vertikale holte-oppervlakuitstralende laserskyfies (VCSEL) volgens die verskillende vervaardigingsprosesse van resonators, en hul spesifieke strukturele verskille word in Figuur 1 getoon. In vergelyking met vertikale holte-oppervlakuitstralende laser, is die ontwikkeling van randuitstralende halfgeleierlasertegnologie meer volwasse, met 'n wye golflengtebereik, hoëelektro-optieseomskakelingsdoeltreffendheid, groot krag en ander voordele, baie geskik vir laserverwerking, optiese kommunikasie en ander velde. Tans is rand-emitterende halfgeleierlasers 'n belangrike deel van die opto-elektroniese industrie, en hul toepassings het die industrie, telekommunikasie, wetenskap, verbruikers, militêre en lugvaart gedek. Met die ontwikkeling en vooruitgang van tegnologie is die krag, betroubaarheid en energie-omskakelingsdoeltreffendheid van rand-emitterende halfgeleierlasers aansienlik verbeter, en hul toepassingsvooruitsigte word al hoe meer uitgebreid.
Volgende sal ek jou lei om die unieke sjarme van sy-emissie verder te waardeerhalfgeleierlasers.
Figuur 1 (linkerkant) sy-uitstralende halfgeleierlaser en (regs) vertikale holte-oppervlak-uitstralende laserstruktuurdiagram
2. Werkbeginsel van randemissie-halfgeleierlaser
Die struktuur van rand-emitterende halfgeleierlasers kan in die volgende drie dele verdeel word: halfgeleier-aktiewe gebied, pompbron en optiese resonator. Anders as die resonators van vertikale holte-oppervlak-emitterende lasers (wat uit boonste en onderste Bragg-spieëls bestaan), bestaan die resonators in rand-emitterende halfgeleierlasertoestelle hoofsaaklik uit optiese films aan beide kante. Die tipiese EEL-toestelstruktuur en resonatorstruktuur word in Figuur 2 getoon. Die foton in die rand-emitterende halfgeleierlasertoestel word versterk deur moduskeuse in die resonator, en die laser word in die rigting parallel met die substraatoppervlak gevorm. Rand-emitterende halfgeleierlasertoestelle het 'n wye reeks bedryfsgolflengtes en is geskik vir baie praktiese toepassings, dus word hulle een van die ideale laserbronne.
Die prestasie-evalueringsindekse van rand-emitterende halfgeleierlasers is ook in ooreenstemming met ander halfgeleierlasers, insluitend: (1) laserlasergolflengte; (2) Drempelstroom Ith, dit wil sê die stroom waarteen die laserdiode laserossillasie begin genereer; (3) Werkstroom Iop, dit wil sê die dryfstroom wanneer die laserdiode die gegradeerde uitsetkrag bereik, hierdie parameter word toegepas op die ontwerp en modulasie van die laserdryfkring; (4) Hellingsdoeltreffendheid; (5) Vertikale divergensiehoek θ⊥; (6) Horisontale divergensiehoek θ∥; (7) Monitor die stroom Im, dit wil sê die stroomgrootte van die halfgeleierlaserskyfie teen die gegradeerde uitsetkrag.
3. Navorsingsvordering van GaAs- en GaN-gebaseerde randuitstralende halfgeleierlasers
Die halfgeleierlaser gebaseer op GaAs-halfgeleiermateriaal is een van die mees volwasse halfgeleierlasertegnologieë. Tans word GAAS-gebaseerde nabye-infrarooiband (760-1060 nm) rand-emitterende halfgeleierlasers wyd kommersieel gebruik. As die derde generasie halfgeleiermateriaal na Si en GaAs, is GaN wyd betrokke by wetenskaplike navorsing en nywerheid vanweë sy uitstekende fisiese en chemiese eienskappe. Met die ontwikkeling van GAN-gebaseerde opto-elektroniese toestelle en die pogings van navorsers, is GAN-gebaseerde lig-emitterende diodes en rand-emitterende lasers geïndustrialiseer.
Plasingstyd: 16 Januarie 2024