Výber ideálneho laserového zdroja: polovodičový laser s okrajovou emisiou, časť 1

Výber ideálulaserový zdroj: polovodičový laser s okrajovou emisiou
1. Úvod
Polovodičový laserčipy sa delia na laserové čipy emitujúce okraj (EEL) a laserové čipy emitujúce povrch s vertikálnou dutinou (VCSEL) podľa rôznych výrobných procesov rezonátorov a ich špecifické štrukturálne rozdiely sú znázornené na obrázku 1. V porovnaní s laserom emitujúcim povrch z vertikálnej dutiny, okraj Vývoj technológie emitujúcich polovodičových laserov je vyspelejší, so širokým rozsahom vlnových dĺžok, vysokýelektro-optickéúčinnosť konverzie, veľký výkon a ďalšie výhody, veľmi vhodné pre laserové spracovanie, optickú komunikáciu a iné oblasti. V súčasnosti sú polovodičové lasery s vyžarovaním okrajov dôležitou súčasťou optoelektronického priemyslu a ich aplikácie pokrývajú priemysel, telekomunikácie, vedu, spotrebiteľov, armádu a letectvo. S vývojom a pokrokom technológie sa výkon, spoľahlivosť a účinnosť premeny energie okrajovo vyžarujúcich polovodičových laserov výrazne zlepšila a ich aplikačné možnosti sú čoraz rozsiahlejšie.
Ďalej vás povediem k tomu, aby ste ešte viac ocenili jedinečné čaro bočného vyžarovaniapolovodičové lasery.

Obrázok 1 (ľavá) strana vyžarujúci polovodičový laser a (vpravo) schéma štruktúry lasera vyžarujúceho vertikálny povrch dutiny

2. Princíp činnosti polovodiča s okrajovou emisioulaser
Štruktúru okrajovo vyžarujúceho polovodičového lasera možno rozdeliť do nasledujúcich troch častí: polovodičová aktívna oblasť, čerpací zdroj a optický rezonátor. Na rozdiel od rezonátorov povrchovo vyžarujúcich laserov s vertikálnou dutinou (ktoré sa skladajú z horných a spodných Braggových zrkadiel), rezonátory v polovodičových laserových zariadeniach s okrajovým vyžarovaním pozostávajú hlavne z optických filmov na oboch stranách. Typická štruktúra EEL zariadenia a štruktúra rezonátora sú znázornené na obrázku 2. Fotón v polovodičovom laserovom zariadení s okrajovou emisiou je zosilnený výberom režimu v rezonátore a laser je vytvorený v smere rovnobežnom s povrchom substrátu. Polovodičové laserové zariadenia vyžarujúce hrany majú široký rozsah prevádzkových vlnových dĺžok a sú vhodné pre mnohé praktické aplikácie, takže sa stávajú jedným z ideálnych laserových zdrojov.

Indexy hodnotenia výkonu polovodičových laserov s vyžarovaním okrajov sú tiež v súlade s inými polovodičovými lasermi, vrátane: (1) vlnovej dĺžky laserového žiarenia; (2) prahový prúd Ith, to znamená prúd, pri ktorom laserová dióda začína generovať osciláciu lasera; (3) Pracovný prúd Iop, tj riadiaci prúd, keď laserová dióda dosiahne menovitý výstupný výkon, tento parameter sa použije na návrh a moduláciu obvodu laserového pohonu; (4) účinnosť svahu; (5) Uhol vertikálnej divergencie θ⊥; (6) Uhol horizontálnej divergencie θ∥; (7) Monitorujte prúd Im, to znamená aktuálnu veľkosť polovodičového laserového čipu pri menovitom výstupnom výkone.

3. Pokrok vo výskume GaAs a GaN založených na hrane emitujúcich polovodičových laseroch
Polovodičový laser založený na polovodičovom materiáli GaAs je jednou z najvyspelejších polovodičových laserových technológií. V súčasnosti sú komerčne široko používané polovodičové lasery s okrajovým vyžarovaním na báze GAAS (760-1060 nm). Ako polovodičový materiál tretej generácie po Si a GaAs sa GaN široko zaujíma vo vedeckom výskume a priemysle kvôli svojim vynikajúcim fyzikálnym a chemickým vlastnostiam. S vývojom optoelektronických zariadení založených na GAN a úsilím výskumníkov sa industrializovali svetelné diódy na báze GAN a lasery vyžarujúce hrany.