Volba ideálního laserového zdroje: Polovodičový laser s hranou emise, druhá část

Volba ideáluLaserový zdrojEmise na hraněPolovodičový laserDruhá část

4. Stav aplikace polovodičových laserů s emisemi na hraně
Díky širokému rozsahu vlnových délek a vysokému výkonu se polovodičové lasery s emisemi na hraně záření úspěšně používají v mnoha oblastech, jako je automobilový průmysl, optická komunikace a...laserlékařské ošetření. Podle Yole Developpement, mezinárodně uznávané agentury pro průzkum trhu, trh s lasery s emitujícím okrajem vzroste v roce 2027 na 7,4 miliardy dolarů s průměrnou roční mírou růstu 13 %. Tento růst bude i nadále poháněn optickou komunikací, jako jsou optické moduly, zesilovače a 3D senzorické aplikace pro datovou komunikaci a telekomunikace. Pro různé aplikační požadavky byla v průmyslu vyvinuta různá schémata návrhu struktury EEL, včetně: polovodičových laserů Fabripero (FP), polovodičových laserů s distribuovaným Braggovým reflektorem (DBR), polovodičových laserů s externí dutinou (ECL), polovodičových laserů s distribuovanou zpětnou vazbou (DFB laser), kvantové kaskádové polovodičové lasery (QCL) a laserové diody s velkou plochou (BALD).

S rostoucí poptávkou po optické komunikaci, 3D senzorických aplikacích a dalších oblastech roste i poptávka po polovodičových laserech. Kromě toho hrají roli polovodičové lasery s emisemi na hranách a polovodičové lasery s emisemi na povrchu s vertikální dutinou, které si vzájemně vyplňují nedostatky v nově vznikajících aplikacích, jako například:
(1) V oblasti optických komunikací se běžně používají laserové elektródy (EEL) s distribuovanou zpětnou vazbou (DFB laser) InGaAsP/InP o vlnové délce 1550 nm a Fabryho perorální EEL s délkou 1300 nm InGaAsP/InGaP při přenosových vzdálenostech 2 km až 40 km a přenosových rychlostech až 40 Gb/s. Avšak při přenosových vzdálenostech 60 m až 300 m a nižších přenosových rychlostech dominují VCsely založené na 850 nm InGaAs a AlGaAs.
(2) Vertikální dutinové lasery s povrchovou emisí mají výhody malých rozměrů a úzké vlnové délky, takže se široce používají na trhu spotřební elektroniky, a výhody jasu a výkonu polovodičových laserů s okrajovou emisí otevírají cestu pro aplikace dálkového průzkumu Země a vysoce výkonné zpracování.
(3) Pro lidary s krátkým a středním dosahem lze k dosažení specifických aplikací, jako je detekce mrtvého úhlu a detekce opuštění jízdního pruhu, použít jak polovodičové lasery s okrajovou emisí, tak i polovodičové lasery s vertikální dutinou s povrchovou emisí.

5. Budoucí vývoj
Polovodičový laser s hranou emitující záření má výhody vysoké spolehlivosti, miniaturizace a vysoké hustoty světelného výkonu a má široké uplatnění v optické komunikaci, liDARu, lékařství a dalších oblastech. Přestože je výrobní proces polovodičových laserů s hranou emitující záření relativně zralý, je pro uspokojení rostoucí poptávky průmyslových a spotřebitelských trhů po polovodičových laserech s hranou emitujícím zářením nutné neustále optimalizovat technologii, proces, výkon a další aspekty polovodičových laserů s hranou emitujícím zářením, včetně: snížení hustoty defektů uvnitř destičky; zkrácení procesních postupů; vývoje nových technologií, které nahradí tradiční procesy řezání destiček brusnými kotouči a čepelemi, které jsou náchylné k zavádění defektů; optimalizace epitaxní struktury pro zlepšení účinnosti laseru s hranou emitujícího záření; snížení výrobních nákladů atd. Kromě toho, protože výstupní světlo laseru s hranou emitujícího záření je na bočním okraji polovodičového laserového čipu, je obtížné dosáhnout malého balení čipů, takže související proces balení je stále třeba dále propracovávat.