Volba ideálního laserového zdroje: polovodičový laser s okrajovou emisí, část jedna

Volba ideálulaserový zdroj: polovodičový laser s okrajovou emisí
1. Úvod
Polovodičový laserčipy se dělí na laserové čipy emitující hrany (EEL) a laserové čipy emitující povrch s vertikální dutinou (VCSEL) podle různých výrobních postupů rezonátorů a jejich specifické strukturální rozdíly jsou znázorněny na obrázku 1. Ve srovnání s laserem emitujícím povrch s vertikální dutinou, hrana Vývoj technologie emitujících polovodičových laserů je vyspělejší, se širokým rozsahem vlnových délek, vysokýelektro-optickéúčinnost konverze, velký výkon a další výhody, velmi vhodné pro laserové zpracování, optickou komunikaci a další obory. V současnosti jsou polovodičové lasery emitující hrany důležitou součástí optoelektronického průmyslu a jejich aplikace pokrývají průmysl, telekomunikace, vědu, spotřebitele, armádu a letecký průmysl. S rozvojem a pokrokem technologie se výkon, spolehlivost a účinnost přeměny energie okrajově emitujících polovodičových laserů výrazně zlepšily a jejich aplikační vyhlídky jsou stále širší.
Dále vás dovedu k tomu, abyste dále ocenili jedinečné kouzlo bočního vyzařovánípolovodičové lasery.

Obrázek 1 (levá) strana vyzařující polovodičový laser a (vpravo) schéma struktury laseru vyzařující svislou dutinu

2. Princip činnosti polovodiče s okrajovou emisílaser
Strukturu okrajově emitujícího polovodičového laseru lze rozdělit do následujících tří částí: polovodičová aktivní oblast, čerpací zdroj a optický rezonátor. Na rozdíl od rezonátorů laserů vyzařujících povrch s vertikální dutinou (které se skládají z horních a spodních Braggových zrcadel) jsou rezonátory v polovodičových laserových zařízeních s hranami emitujícími převážně složeny z optických filmů na obou stranách. Typická struktura EEL zařízení a struktura rezonátoru jsou znázorněny na obrázku 2. Foton v polovodičovém laserovém zařízení s okrajovou emisí je zesílen volbou režimu v rezonátoru a laser je vytvořen ve směru rovnoběžném s povrchem substrátu. Polovodičová laserová zařízení s hranami mají široký rozsah pracovních vlnových délek a jsou vhodná pro mnoho praktických aplikací, takže se stávají jedním z ideálních laserových zdrojů.

Indexy hodnocení výkonu okrajově emitujících polovodičových laserů jsou rovněž konzistentní s ostatními polovodičovými lasery, včetně: (1) vlnové délky laserového laseru; (2) prahový proud Ith, tj. proud, při kterém laserová dioda začíná generovat oscilaci laseru; (3) Pracovní proud Iop, tj. budící proud, když laserová dioda dosáhne jmenovitého výstupního výkonu, tento parametr se použije na návrh a modulaci obvodu laserového pohonu; (4) Účinnost svahu; (5) Úhel vertikální divergence θ⊥; (6) Úhel horizontální divergence θ∥; (7) Sledujte proud Im, tedy velikost proudu polovodičového laserového čipu při jmenovitém výstupním výkonu.

3. Pokrok ve výzkumu okrajově emitujících polovodičových laserů založených na GaAs a GaN
Polovodičový laser založený na polovodičovém materiálu GaAs je jednou z nejvyspělejších technologií polovodičových laserů. V současné době jsou komerčně široce používány polovodičové lasery v blízkém infračerveném pásmu (760-1060 nm) na bázi GAAS. Jako polovodičový materiál třetí generace po Si a GaAs je GaN široce znepokojen vědeckým výzkumem a průmyslem kvůli svým vynikajícím fyzikálním a chemickým vlastnostem. S vývojem optoelektronických zařízení založených na GAN a úsilím výzkumníků byly zprůmyslněny světelné diody založené na GAN a lasery emitující hrany.