Выбор идеальноголазерный источник: полупроводниковый лазер с краевым излучением
1. Введение
Полупроводниковый лазерВ зависимости от технологических процессов изготовления резонаторов, микросхемы делятся на микросхемы с краевым излучением (EEL) и микросхемы с вертикальным резонатором и поверхностным излучением (VCSEL), а их специфические структурные различия показаны на рисунке 1. По сравнению с лазерами с вертикальным резонатором и поверхностным излучением, технология полупроводниковых лазеров с краевым излучением более зрелая, обладает широким диапазоном длин волн и высокой эффективностью.электрооптическийВысокая эффективность преобразования, большая мощность и другие преимущества делают их очень подходящими для лазерной обработки, оптической связи и других областей. В настоящее время полупроводниковые лазеры с краевым излучением являются важной частью оптоэлектронной промышленности, и их применение охватывает промышленность, телекоммуникации, науку, потребительский сектор, военную и аэрокосмическую отрасли. С развитием и прогрессом технологий мощность, надежность и эффективность преобразования энергии полупроводниковых лазеров с краевым излучением значительно улучшились, и перспективы их применения становятся все более широкими.
Далее я помогу вам по-новому оценить уникальное очарование бокового излучения.полупроводниковые лазеры.
Рисунок 1. (слева) схема структуры полупроводникового лазера с боковым излучением и (справа) схема структуры лазера с вертикальным резонатором и поверхностным излучением.
2. Принцип работы полупроводника с краевым излучениемлазер
Структура полупроводникового лазера с краевым излучением может быть разделена на три части: полупроводниковая активная область, источник накачки и оптический резонатор. В отличие от резонаторов лазеров с вертикальным резонатором и поверхностным излучением (которые состоят из верхнего и нижнего зеркал Брэгга), резонаторы в полупроводниковых лазерах с краевым излучением в основном состоят из оптических пленок с обеих сторон. Типичная структура устройства с краевым излучением и структура резонатора показаны на рисунке 2. Фотон в полупроводниковом лазере с краевым излучением усиливается путем выбора моды в резонаторе, и лазерный луч формируется в направлении, параллельном поверхности подложки. Полупроводниковые лазеры с краевым излучением имеют широкий диапазон рабочих длин волн и подходят для многих практических применений, поэтому они являются одним из идеальных источников лазерного излучения.
Показатели оценки характеристик полупроводниковых лазеров с краевым излучением также соответствуют показателям других полупроводниковых лазеров, включая: (1) длину волны лазерного излучения; (2) пороговый ток Ith, то есть ток, при котором лазерный диод начинает генерировать лазерные колебания; (3) рабочий ток Iop, то есть ток управления, когда лазерный диод достигает номинальной выходной мощности; этот параметр используется при проектировании и модуляции схемы управления лазером; (4) коэффициент полезного действия; (5) угол вертикальной расходимости θ⊥; (6) угол горизонтальной расходимости θ∥; (7) контрольный ток Im, то есть величина тока полупроводникового лазерного чипа при номинальной выходной мощности.
3. Прогресс в исследованиях полупроводниковых лазеров с краевым излучением на основе GaAs и GaN
Полупроводниковые лазеры на основе полупроводникового материала GaAs являются одной из наиболее зрелых технологий полупроводниковых лазеров. В настоящее время полупроводниковые лазеры с краевым излучением в ближнем инфракрасном диапазоне (760-1060 нм) на основе GaAs широко используются в коммерческих целях. GaN, как полупроводниковый материал третьего поколения после Si и GaAs, привлекает большое внимание в научных исследованиях и промышленности благодаря своим превосходным физическим и химическим свойствам. Благодаря развитию оптоэлектронных устройств на основе GaAs и усилиям исследователей, светодиоды и лазеры с краевым излучением на основе GaAs получили промышленное применение.
Дата публикации: 16 января 2024 г.