Выбор идеалаЛазерный источникКраевое излучениеПолупроводниковый лазерЧасть вторая
4. Состояние применения полупроводниковых лазеров с краевым излучением
Благодаря широкому диапазону длин волн и высокой мощности, полупроводниковые лазеры с краевым излучением успешно применяются во многих областях, таких как автомобильная промышленность, оптическая связь и т. д.лазермедицинское лечение. По данным Yole Developpement, всемирно известного агентства по исследованию рынка, рынок лазеров с краевой резонаторной структурой (EEL) вырастет до 7,4 млрд долларов к 2027 году, при среднегодовом темпе роста в 13%. Этот рост будет по-прежнему обусловлен развитием оптической связи, например, оптических модулей, усилителей и приложений 3D-сканирования для передачи данных и телекоммуникаций. Для различных требований к применению в отрасли разработаны различные схемы проектирования структур EEL, включая: полупроводниковые лазеры Фабриперо (FP), полупроводниковые лазеры с распределенным брэгговским отражателем (DBR), полупроводниковые лазеры с внешней резонаторной полостью (ECL), полупроводниковые лазеры с распределенной обратной связью (DFB-лазер), полупроводниковые лазеры с квантовым каскадом (QCL) и лазерные диоды большой площади (BALD).
В связи с растущим спросом на оптическую связь, приложения для 3D-сканирования и другие области, спрос на полупроводниковые лазеры также увеличивается. Кроме того, полупроводниковые лазеры с краевым излучением и полупроводниковые лазеры с вертикальным резонатором также играют роль в восполнении недостатков друг друга в новых областях применения, таких как:
(1) В области оптической связи лазеры с распределенной обратной связью на основе InGaAsP/InP с длиной волны 1550 нм и лазеры Фабри-Перо на основе InGaAsP/InGaP с длиной волны 1300 нм обычно используются 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 лазеры на основе InGaAs и AlGaAs с длиной волны 850 нм.
(2) Лазеры с вертикальным резонатором и поверхностным излучением обладают преимуществами малых размеров и узкой длины волны, поэтому они широко используются на рынке потребительской электроники, а преимущества в яркости и мощности полупроводниковых лазеров с краевым излучением открывают путь для приложений дистанционного зондирования и обработки высоких мощностей.
(3) Как полупроводниковые лазеры с краевым излучением, так и полупроводниковые лазеры с вертикальным резонатором и поверхностным излучением могут использоваться для лидара ближнего и среднего действия для достижения конкретных задач, таких как обнаружение слепых зон и выезд за пределы полосы движения.
5. Дальнейшее развитие
Полупроводниковые лазеры с краевым излучением обладают преимуществами высокой надежности, миниатюризации и высокой плотности световой мощности, а также имеют широкие перспективы применения в оптической связи, лидарах, медицине и других областях. Однако, несмотря на то, что процесс производства полупроводниковых лазеров с краевым излучением относительно зрелый, для удовлетворения растущего спроса на них со стороны промышленного и потребительского рынков необходимо постоянно оптимизировать технологию, процесс, характеристики и другие аспекты, включая: снижение плотности дефектов внутри пластины; сокращение технологических процессов; разработку новых технологий для замены традиционных процессов резки пластин шлифовальным кругом и лезвием, которые склонны к образованию дефектов; оптимизацию эпитаксиальной структуры для повышения эффективности лазера с краевым излучением; снижение производственных затрат и т. д. Кроме того, поскольку выходной свет лазера с краевым излучением находится на боковой кромке полупроводникового лазерного чипа, трудно добиться малогабаритной упаковки чипа, поэтому соответствующий процесс упаковки все еще нуждается в дальнейшем совершенствовании.
Дата публикации: 22 января 2024 г.