Выбор идеалаЛазерный источник: Краевая эмиссияПолупроводниковый лазерЧасть вторая
4. Состояние применения полупроводниковых лазеров с торцевым излучением
Благодаря широкому диапазону длин волн и высокой мощности, полупроводниковые лазеры с торцевым излучением успешно применяются во многих областях, таких как автомобилестроение, оптическая связь илазерМедицинское лечение. По данным Yole Developpement, всемирно известного исследовательского агентства, рынок лазеров с торцевым излучением вырастет до 7,4 млрд долларов США к 2027 году, а среднегодовой темп роста составит 13%. Этот рост по-прежнему будет обусловлен развитием оптических коммуникаций, таких как оптические модули, усилители и 3D-сенсорные системы для передачи данных и телекоммуникаций. Для различных сфер применения в отрасли разработаны различные схемы проектирования EEL-лазеров, включая: полупроводниковые лазеры Fabripero (FP), полупроводниковые лазеры с распределенным брэгговским отражателем (DBR), полупроводниковые лазеры с внешним резонатором (ECL), полупроводниковые лазеры с распределенной обратной связью (DFB-лазер), квантовые каскадные полупроводниковые лазеры (QCL) и широкополосные лазерные диоды (BALD).
Растущий спрос на оптические системы связи, 3D-сенсоры и другие области применения также растёт, увеличивая спрос на полупроводниковые лазеры. Кроме того, полупроводниковые лазеры с торцевым излучением и полупроводниковые лазеры с вертикальным резонатором с поверхностным излучением также играют роль, компенсируя недостатки друг друга в новых областях применения, таких как:
(1) В области оптической связи широко используются InGaAsP/InP лазер с распределенной обратной связью (DFB-лазер) 1550 нм и InGaAsP/InGaP Фабри-Перо 1300 нм на расстояниях передачи от 2 до 40 км и скоростях передачи до 40 Гбит/с. Однако на расстояниях передачи от 60 до 300 м и более низких скоростях передачи доминируют VCsels на основе InGaAs и AlGaAs 850 нм.
(2) Вертикальные лазеры с поверхностным излучением обладают такими преимуществами, как малый размер и узкая длина волны, поэтому они широко используются на рынке потребительской электроники, а яркость и мощность полупроводниковых лазеров с торцевым излучением открывают путь для приложений дистанционного зондирования и обработки высокой мощности.
(3) Как полупроводниковые лазеры с торцевым излучением, так и полупроводниковые лазеры с вертикальным резонатором, излучающие поверхность, могут использоваться в лидарах ближнего и среднего радиуса действия для решения конкретных задач, таких как обнаружение слепых зон и выход из полосы движения.
5. Будущее развитие
Полупроводниковый лазер с торцевым излучением обладает такими преимуществами, как высокая надежность, миниатюризация и высокая плотность световой мощности, а также имеет широкие перспективы применения в оптической связи, лидарах, медицине и других областях. Однако, хотя процесс производства полупроводниковых лазеров с торцевым излучением был относительно зрелым, для того, чтобы удовлетворить растущий спрос промышленного и потребительского рынков на полупроводниковые лазеры с торцевым излучением, необходимо постоянно оптимизировать технологию, процесс, производительность и другие аспекты полупроводниковых лазеров с торцевым излучением, включая: снижение плотности дефектов внутри пластины; сокращение технологических процедур; разработку новых технологий для замены традиционных процессов резки шлифовальных кругов и лезвийных пластин, которые склонны к появлению дефектов; оптимизацию эпитаксиальной структуры для повышения эффективности лазера с торцевым излучением; снижение производственных затрат и т. д. Кроме того, поскольку выходной свет лазера с торцевым излучением находится на боковой кромке кристалла полупроводникового лазера, трудно добиться компактной упаковки чипа, поэтому соответствующий процесс упаковки все еще требует дальнейшего совершенствования.
Время публикации: 22 января 2024 г.