Keuze van ideaallaserbron: randemissie halfgeleiderlaser
1. Inleiding
Halfgeleiderlaserchips worden onderverdeeld in rand emitterende laserchips (EEL) en verticale holte oppervlakte emitterende laserchips (VCSEL) volgens de verschillende productieprocessen van resonatoren, en hun specifieke structurele verschillen worden weergegeven in Figuur 1. Vergeleken met verticale holte oppervlakte emitterende lasers is de ontwikkeling van rand emitterende halfgeleiderlasertechnologie verder gevorderd, met een breed golflengtebereik, hogeelektro-optischDankzij hun conversie-efficiëntie, hoge vermogens en andere voordelen zijn ze zeer geschikt voor laserbewerking, optische communicatie en andere sectoren. Edge-emitting halfgeleiderlasers vormen momenteel een belangrijk onderdeel van de opto-elektronische industrie en worden toegepast in de industrie, telecommunicatie, wetenschap, consumentenelektronica, defensie en de lucht- en ruimtevaart. Met de ontwikkeling en vooruitgang van de technologie zijn het vermogen, de betrouwbaarheid en de energieomzettingsefficiëntie van edge-emitting halfgeleiderlasers aanzienlijk verbeterd en worden hun toepassingsmogelijkheden steeds uitgebreider.
Vervolgens zal ik u verder laten genieten van de unieke charme van zijwaarts stralendehalfgeleiderlasers.
Figuur 1 (links) zij-emitterende halfgeleiderlaser en (rechts) verticale holte-oppervlakte-emitterende laserstructuurdiagram
2. Werkingsprincipe van randemissiehalfgeleiderlaser
De structuur van een randemitterende halfgeleiderlaser kan worden onderverdeeld in de volgende drie delen: het actieve gebied van de halfgeleider, de pompbron en de optische resonator. Anders dan de resonatoren van oppervlakte-emitterende lasers met verticale holte (die bestaan uit Bragg-spiegels aan de boven- en onderkant), bestaan de resonatoren in randemitterende halfgeleiderlaserapparaten voornamelijk uit optische films aan beide zijden. De typische structuur van een EEL-apparaat en de resonatorstructuur worden weergegeven in figuur 2. Het foton in het randemitterende halfgeleiderlaserapparaat wordt versterkt door modusselectie in de resonator, en de laser wordt gevormd in de richting parallel aan het substraatoppervlak. Randemitterende halfgeleiderlasers hebben een breed scala aan golflengten en zijn geschikt voor vele praktische toepassingen, waardoor ze een van de ideale laserbronnen vormen.
De prestatie-evaluatie-indexen van rand-emitterende halfgeleiderlasers zijn ook consistent met andere halfgeleiderlasers, waaronder: (1) laserlasergolflengte; (2) drempelstroom Ith, dat wil zeggen de stroom waarbij de laserdiode laseroscillatie begint te genereren; (3) werkstroom Iop, dat wil zeggen de aandrijfstroom wanneer de laserdiode het nominale uitgangsvermogen bereikt; deze parameter wordt toegepast op het ontwerp en de modulatie van het laseraandrijfcircuit; (4) hellingsefficiëntie; (5) verticale divergentiehoek θ⊥; (6) horizontale divergentiehoek θ∥; (7) controleer de stroom Im, dat wil zeggen de huidige grootte van de halfgeleiderlaserchip bij het nominale uitgangsvermogen.
3. Onderzoeksvoortgang van GaAs- en GaN-gebaseerde randemitterende halfgeleiderlasers
De halfgeleiderlaser op basis van GaAs-halfgeleidermateriaal is een van de meest ontwikkelde halfgeleiderlasertechnologieën. Momenteel worden op GAAS gebaseerde randemitterende halfgeleiderlasers in het nabij-infrarood (760-1060 nm) op grote schaal commercieel gebruikt. Als derde generatie halfgeleidermateriaal na Si en GaAs is GaN breed toegepast in wetenschappelijk onderzoek en de industrie vanwege de uitstekende fysische en chemische eigenschappen. Met de ontwikkeling van op GAN gebaseerde opto-elektronische apparaten en de inspanningen van onderzoekers zijn op GAN gebaseerde lichtgevende diodes en randemitterende lasers geïndustrialiseerd.
Geplaatst op: 16-01-2024