Għażla ta 'sors tal-lejżer ideali: laser semikonduttur ta' emissjoni tat-tarf l-Ewwel Parti

Għażla ta 'idealisors tal-laser: laser semikonduttur ta' emissjoni tat-tarf
1. Introduzzjoni
Lejżer semikondutturċipep huma maqsuma f'ċipep tal-laser li jarmu tarf (EEL) u ċipep tal-laser li jarmu l-wiċċ tal-kavità vertikali (VCSEL) skond il-proċessi differenti ta 'manifattura ta' resonaturi, u d-differenzi strutturali speċifiċi tagħhom huma murija fil-Figura 1. Meta mqabbla mal-wiċċ tal-kavità vertikali li jarmu laser, tarf li jarmu l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-lejżer semikondutturi huwa aktar matur, b'firxa wiesgħa ta 'wavelength, għoljaelettro-ottikueffiċjenza tal-konverżjoni, qawwa kbira u vantaġġi oħra, adattati ħafna għall-ipproċessar tal-lejżer, komunikazzjoni ottika u oqsma oħra. Fil-preżent, lejżers semikondutturi li jarmu t-tarf huma parti importanti mill-industrija tal-optoelettronika, u l-applikazzjonijiet tagħhom koprew l-industrija, it-telekomunikazzjonijiet, 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 tal-applikazzjoni tagħhom huma dejjem aktar estensivi.
Sussegwentement, se nwassalkom biex tapprezzaw aktar is-seħer uniku tal-emissjoni tal-ġenbLejżers semikondutturi.

Figura 1 (xellug) tal-lejżer semikonduttur li jarmi n-naħa u dijagramma tal-istruttura tal-lejżer li jarmi l-wiċċ tal-kavità vertikali (lemin)

2. Prinċipju ta 'ħidma ta' semikonduttur ta 'emissjoni tat-tarflaser
L-istruttura tal-laser semikonduttur li jarmi t-tarf tista 'tinqasam fit-tliet partijiet li ġejjin: reġjun attiv tas-semikondutturi, sors tal-pompa u resonatur ottiku. Differenti mir-reżonaturi ta 'lejżers li jarmu l-wiċċ tal-kavità vertikali (li huma komposti minn mirja Bragg ta' fuq u ta 'isfel), ir-reżonaturi f'apparati tal-laser semikondutturi li jarmu t-tarf huma magħmulin prinċipalment minn films ottiċi fuq iż-żewġ naħat. L-istruttura tipika tal-apparat EEL u l-istruttura tar-resonatur huma murija fil-Figura 2. Il-foton fl-apparat tal-lejżer semikonduttur ta 'emissjoni tat-tarf huwa amplifikat bl-għażla tal-mod fir-resonatur, u l-lejżer huwa ffurmat fid-direzzjoni parallela mal-wiċċ tas-sottostrat. L-apparati tal-lejżer semikondutturi li jarmu xifer għandhom firxa wiesgħa ta 'tul ta' mewġ operattiv u huma adattati għal ħafna applikazzjonijiet prattiċi, sabiex isiru wieħed mis-sorsi ideali tal-lejżer.

L-indiċi tal-evalwazzjoni tal-prestazzjoni ta 'lejżers semikondutturi li jarmu t-tarf huma wkoll konsistenti ma' lejżers semikondutturi oħra, inklużi: (1) wavelength tal-lasing tal-laser; (2) Kurrent ta 'limitu Ith, jiġifieri, il-kurrent li fih id-dijodu tal-lejżer jibda jiġġenera oxxillazzjoni tal-lejżer; (3) Kurrent ta 'ħidma Iop, jiġifieri, il-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) Effiċjenza tal-inklinazzjoni; (5) Angolu ta 'diverġenza vertikali θ⊥; (6) Diverġenza orizzontali Angolu θ∥; (7) Immonitorja l-Im kurrenti, jiġifieri, id-daqs attwali taċ-ċippa tal-lejżer tas-semikondutturi bil-qawwa nominali tal-ħruġ.

3. Il-progress tar-riċerka tal-lasers semikondutturi li jarmi t-tarf ibbażati fuq GaAs u GaN
Il-lejżer semikonduttur ibbażat fuq materjal semikonduttur GaAs huwa wieħed mit-teknoloġiji tal-lejżer semikondutturi l-aktar maturi. Fil-preżent, lejżers semikondutturi li jarmu t-tarf tal-faxxa qrib infra-aħmar ibbażati fuq GAAS (760-1060 nm) intużaw ħafna kummerċjalment. Bħala l-materjal semikonduttur tat-tielet ġenerazzjoni wara Si u GaAs, GaN kien imħasseb 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, diodes li jarmu d-dawl ibbażati fuq GAN u lasers li jarmu t-tarf ġew industrijalizzati.