L-għażla tal-idealsors tal-lejżer: lejżer semikonduttur b'emissjoni tat-tarf
1. Introduzzjoni
Lejżer semikondutturIċ-ċipep huma maqsuma f'ċipep tal-lejżer li jarmu t-tarf (EEL) u ċipep tal-lejżer li jarmu l-wiċċ tal-kavità vertikali (VCSEL) skont il-proċessi ta' manifattura differenti tar-reżonaturi, u d-differenzi strutturali speċifiċi tagħhom huma murija fil-Figura 1. Meta mqabbel mal-lejżer li jarmu l-wiċċ tal-kavità vertikali, l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-lejżer semikonduttur li jarmu t-tarf huwa aktar matur, b'firxa wiesgħa ta' wavelengths, għolielettro-ottikuEffiċjenza ta' konverżjoni, qawwa kbira u vantaġġi oħra, adattati ħafna għall-ipproċessar tal-lejżer, komunikazzjoni ottika u oqsma oħra. Fil-preżent, il-lejżers semikondutturi li jarmu t-tarf huma parti importanti mill-industrija tal-optoelettronika, u l-applikazzjonijiet tagħhom koprew l-industrija, it-telekomunikazzjoni, ix-xjenza, il-konsumatur, il-militar u l-ajruspazju. Bl-iżvilupp u l-progress tat-teknoloġija, il-qawwa, l-affidabbiltà u l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija tal-lejżers semikondutturi li jarmu t-tarf tjiebu ħafna, u l-prospetti ta' applikazzjoni tagħhom qed isiru dejjem aktar estensivi.
Sussegwentement, se nmexxikom biex tapprezzaw aktar is-seħer uniku tal-emissjoni tal-ġenblejżers semikondutturi.
Figura 1 (xellug) lejżer semikonduttur li jarmi mill-ġenb u (lemin) dijagramma tal-istruttura tal-lejżer li jarmi mill-wiċċ tal-kavità vertikali
2. Prinċipju ta' ħidma tas-semikonduttur tal-emissjoni tat-tarflejżer
L-istruttura tal-lejżer semikonduttur li jarmi t-tarf tista' tinqasam fit-tliet partijiet li ġejjin: reġjun attiv tas-semikonduttur, sors tal-pompa u reżonatur ottiku. Differenti mir-reżonaturi tal-lejżers li jarmi l-wiċċ b'kavità vertikali (li huma magħmula minn mirja Bragg ta' fuq u ta' isfel), ir-reżonaturi f'apparati tal-lejżer semikonduttur li jarmi t-tarf huma prinċipalment magħmula minn films ottiċi fuq iż-żewġ naħat. L-istruttura tipika tal-apparat EEL u l-istruttura tar-reżonatur huma murija fil-Figura 2. Il-foton fl-apparat tal-lejżer semikonduttur li jarmi t-tarf huwa amplifikat bl-għażla tal-modalità fir-reżonatur, u l-lejżer huwa ffurmat fid-direzzjoni parallela mal-wiċċ tas-sottostrat. L-apparati tal-lejżer semikonduttur li jarmi t-tarf għandhom firxa wiesgħa ta' wavelengths operattivi u huma adattati għal ħafna applikazzjonijiet prattiċi, għalhekk isiru wieħed mis-sorsi tal-lejżer ideali.
L-indiċi tal-evalwazzjoni tal-prestazzjoni tal-lejżers semikondutturi li jarmu t-tarf huma wkoll konsistenti ma' lejżers semikondutturi oħra, inklużi: (1) it-tul tal-mewġa tal-lejżer; (2) Il-kurrent limitu Ith, jiġifieri l-kurrent li bih id-dijodu tal-lejżer jibda jiġġenera oxxillazzjoni tal-lejżer; (3) Il-kurrent tax-xogħol Iop, jiġifieri l-kurrent tas-sewqan meta d-dijodu tal-lejżer jilħaq il-qawwa nominali tal-ħruġ, dan il-parametru huwa applikat għad-disinn u l-modulazzjoni taċ-ċirkwit tas-sewqan tal-lejżer; (4) L-effiċjenza tal-inklinazzjoni; (5) Angolu ta' diverġenza vertikali θ⊥; (6) Angolu ta' diverġenza orizzontali θ∥; (7) Monitoraġġ tal-kurrent Im, jiġifieri d-daqs tal-kurrent taċ-ċippa tal-lejżer semikonduttur fil-qawwa nominali tal-ħruġ.
3. Progress fir-riċerka tal-lejżers semikondutturi li jarmu t-tarf ibbażati fuq GaAs u GaN
Il-lejżer semikonduttur ibbażat fuq materjal semikonduttur GaAs huwa wieħed mill-aktar teknoloġiji maturi tal-lejżer semikondutturi. Fil-preżent, lejżers semikondutturi li jarmu t-tarf fil-medda qrib l-infra-aħmar (760-1060 nm) ibbażati fuq GAAS intużaw ħafna kummerċjalment. Bħala t-tielet ġenerazzjoni ta' materjal semikonduttur wara Si u GaAs, GaN kien ikkonċernat ħafna fir-riċerka xjentifika u l-industrija minħabba l-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi eċċellenti tiegħu. Bl-iżvilupp ta' apparati optoelettroniċi bbażati fuq GAN u l-isforzi tar-riċerkaturi, id-dijodi li jarmu d-dawl u l-lejżers li jarmu t-tarf ibbażati fuq GAN ġew industrijalizzati.
Ħin tal-posta: 16 ta' Jannar 2024