Իդեալական լազերային աղբյուրի ընտրություն. եզրային արտանետումների կիսահաղորդչային լազեր Մաս Առաջին

Իդեալի ընտրությունլազերային աղբյուր: եզրային արտանետումների կիսահաղորդչային լազեր
1. Ներածություն
Կիսահաղորդչային լազերչիպերը բաժանվում են եզրային արձակող լազերային չիպերի (EEL) և ուղղահայաց խոռոչի մակերևույթի արտանետող լազերային չիպերի (VCSEL)՝ ըստ ռեզոնատորների տարբեր արտադրական գործընթացների, և դրանց կառուցվածքային հատուկ տարբերությունները ներկայացված են Նկար 1-ում: արձակող կիսահաղորդչային լազերային տեխնոլոգիայի զարգացումն ավելի հասուն է, ալիքի երկարության լայն տիրույթով, բարձրէլեկտրաօպտիկականփոխակերպման արդյունավետություն, մեծ հզորություն և այլ առավելություններ, շատ հարմար է լազերային մշակման, օպտիկական հաղորդակցության և այլ ոլորտների համար: Ներկայումս եզրեր արտանետող կիսահաղորդչային լազերները օպտոէլեկտրոնիկայի արդյունաբերության կարևոր մասն են, և դրանց կիրառությունները ներառում են արդյունաբերությունը, հեռահաղորդակցությունը, գիտությունը, սպառողական, ռազմական և օդատիեզերական ոլորտները: Տեխնոլոգիաների զարգացման և առաջընթացի հետ մեկտեղ զգալիորեն բարելավվել են եզրային կիսահաղորդչային լազերների հզորությունը, հուսալիությունը և էներգիայի փոխակերպման արդյունավետությունը, և դրանց կիրառման հեռանկարներն ավելի ու ավելի լայն են:
Հաջորդը, ես կառաջնորդեմ ձեզ ավելի գնահատել կողմնակի արտանետումների յուրահատուկ հմայքըկիսահաղորդչային լազերներ.

Նկար 1 (ձախ) կողային արձակող կիսահաղորդչային լազեր և (աջ) ուղղահայաց խոռոչի մակերեսի արտանետող լազերային կառուցվածքի դիագրամ

2. Եզրային արտանետումների կիսահաղորդչի աշխատանքի սկզբունքըլազերային
Եզրային արտանետվող կիսահաղորդչային լազերի կառուցվածքը կարելի է բաժանել երեք մասի` կիսահաղորդչային ակտիվ շրջան, պոմպի աղբյուր և օպտիկական ռեզոնատոր: Ի տարբերություն ուղղահայաց խոռոչի մակերեսային արտանետող լազերների ռեզոնատորներից (որոնք կազմված են վերին և ներքևի Բրագի հայելիներից), եզրային կիսահաղորդչային լազերային սարքերի ռեզոնատորները հիմնականում կազմված են երկու կողմի օպտիկական թաղանթներից։ EEL սարքի տիպիկ կառուցվածքը և ռեզոնատորի կառուցվածքը ներկայացված են Նկար 2-ում: Եզրային արտանետվող կիսահաղորդչային լազերային սարքի ֆոտոնը ուժեղացվում է ռեզոնատորում ռեժիմի ընտրությամբ, և լազերը ձևավորվում է ենթաշերտի մակերեսին զուգահեռ ուղղությամբ: Եզրեր արտանետող կիսահաղորդչային լազերային սարքերն ունեն աշխատանքային ալիքի երկարությունների լայն շրջանակ և հարմար են բազմաթիվ գործնական կիրառությունների համար, ուստի դրանք դառնում են իդեալական լազերային աղբյուրներից մեկը:

Եզրային արձակող կիսահաղորդչային լազերների կատարողականի գնահատման ինդեքսները նույնպես համահունչ են կիսահաղորդչային այլ լազերների հետ, ներառյալ՝ (1) լազերային լազերային ալիքի երկարությունը. (2) շեմային հոսանք Ith, այսինքն՝ այն հոսանքը, որով լազերային դիոդը սկսում է առաջացնել լազերային տատանումներ. (3) Աշխատանքային հոսանք Iop, այսինքն՝ շարժիչ հոսանքը, երբ լազերային դիոդը հասնում է անվանական ելքային հզորությանը, այս պարամետրը կիրառվում է լազերային շարժիչի միացման նախագծման և մոդուլյացիայի վրա. (4) թեքության արդյունավետություն; (5) Ուղղահայաց դիվերգենցիա θ⊥; (6) Հորիզոնական դիվերգենցիա θ∥; (7) Դիտեք ընթացիկ Im-ը, այսինքն՝ կիսահաղորդչային լազերային չիպի ընթացիկ չափը գնահատված ելքային հզորությամբ:

3. GaAs-ի և GaN-ի վրա հիմնված եզրային կիսահաղորդչային լազերների հետազոտության առաջընթացը
GaAs կիսահաղորդչային նյութի վրա հիմնված կիսահաղորդչային լազերը կիսահաղորդչային լազերային ամենահաս տեխնոլոգիաներից է: Ներկայումս GAAS-ի վրա հիմնված մոտ ինֆրակարմիր ժապավենի (760-1060 նմ) ​​եզրային կիսահաղորդչային լազերները լայնորեն օգտագործվում են կոմերցիոն ոլորտում։ Որպես երրորդ սերնդի կիսահաղորդչային նյութ Si-ից և GaAs-ից հետո, GaN-ը լայնորեն հետաքրքրված է գիտական ​​հետազոտություններում և արդյունաբերության մեջ՝ իր գերազանց ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների պատճառով: GAN-ի վրա հիմնված օպտոէլեկտրոնային սարքերի մշակմամբ և հետազոտողների ջանքերով արդյունաբերականացվել են GAN-ի վրա հիմնված լուսարձակող դիոդները և եզրեր արձակող լազերները: