Keuze van ideaallaserbron: randemissie halfgeleiderlaser
1. Inleiding
HalfgeleiderlaserChips worden onderverdeeld in edge emitting laserchips (EEL) en vertical cavity surface emitting laserchips (VCSEL) op basis van de verschillende fabricageprocessen van de resonatoren. De specifieke structurele verschillen hiertussen worden weergegeven in Figuur 1. Vergeleken met VCSEL's is de technologie van edge emitting halfgeleiderlasers verder ontwikkeld, met een breed golflengtebereik en een hoge efficiëntie.elektro-optischDankzij hun hoge conversie-efficiëntie, grote vermogen en andere voordelen zijn ze zeer geschikt voor laserbewerking, optische communicatie en andere gebieden. Edge-emitting halfgeleiderlasers vormen momenteel een belangrijk onderdeel van de opto-elektronica-industrie en worden ze toegepast in de industrie, telecommunicatie, wetenschap, consumentenelektronica, defensie en ruimtevaart. Met de ontwikkeling en vooruitgang van de technologie zijn het vermogen, de betrouwbaarheid en de energieconversie-efficiëntie van edge-emitting halfgeleiderlasers aanzienlijk verbeterd, waardoor hun toepassingsmogelijkheden steeds breder worden.
Vervolgens zal ik u helpen de unieke charme van zijwaartse emissie verder te waarderen.halfgeleiderlasers.
Figuur 1 (links) zijwaarts emitterende halfgeleiderlaser en (rechts) structuurdiagram van een verticaal-holte-oppervlakte-emitterende laser
2. Werkingsprincipe van een randemissie-halfgeleiderlaser
De structuur van een edge-emitting halfgeleiderlaser kan worden onderverdeeld in de volgende drie onderdelen: het actieve halfgeleidergebied, de pompbron en de optische resonator. In tegenstelling tot de resonatoren van verticale caviteitsoppervlakte-emitterende lasers (die bestaan uit een boven- en onder-Bragg-spiegel), bestaan de resonatoren in edge-emitting halfgeleiderlasers 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 de edge-emitting halfgeleiderlaser wordt versterkt door modusselectie in de resonator, waardoor een laserstraal ontstaat in de richting parallel aan het substraatoppervlak. Edge-emitting halfgeleiderlasers hebben een breed werkingsgolflengtebereik en zijn geschikt voor vele praktische toepassingen, waardoor ze een van de ideale laserbronnen zijn.
De prestatie-evaluatie-indexen van randemitterende halfgeleiderlasers komen overeen met die van 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 gebruikt bij het ontwerp en de modulatie van het laserstuurcircuit; (4) hellingsrendement; (5) verticale divergentiehoek θ⊥; (6) horizontale divergentiehoek θ∥; (7) monitoringsstroom Im, dat wil zeggen de stroomsterkte van de halfgeleiderlaserchip bij het nominale uitgangsvermogen.
3. Onderzoeksvoortgang van op GaAs en GaN gebaseerde randemitterende halfgeleiderlasers
De halfgeleiderlaser op basis van GaAs-halfgeleidermateriaal is een van de meest vol成熟e halfgeleiderlasertechnologieën. Momenteel worden GaAs-gebaseerde randemitterende halfgeleiderlasers in het nabij-infraroodgebied (760-1060 nm) op grote schaal commercieel gebruikt. Als derde generatie halfgeleidermateriaal na Si en GaAs heeft GaN veel aandacht gekregen in wetenschappelijk onderzoek en de industrie vanwege zijn uitstekende fysische en chemische eigenschappen. Dankzij de ontwikkeling van GaN-gebaseerde opto-elektronische apparaten en de inspanningen van onderzoekers zijn GaN-gebaseerde lichtemitterende diodes en randemitterende lasers geïndustrialiseerd.
Geplaatst op: 16 januari 2024