Լազերի իդեալական աղբյուրի ընտրություն՝ եզրային էմիսիոն կիսահաղորդչային լազեր, մաս մեկ

Իդեալի ընտրությունլազերային աղբյուրեզրային ճառագայթման կիսահաղորդչային լազեր
1. Ներածություն
Կիսահաղորդչային լազերՉիպերը բաժանվում են եզրային լազերային չիպերի (EEL) և ուղղահայաց խոռոչի մակերեսային լազերային չիպերի (VCSEL)՝ ըստ ռեզոնատորների տարբեր արտադրական գործընթացների, և դրանց կառուցվածքային տարբերությունները ներկայացված են նկար 1-ում: Ուղղահայաց խոռոչի մակերեսային լազերի համեմատ, եզրային կիսահաղորդչային լազերային տեխնոլոգիայի զարգացումն ավելի հասուն է՝ լայն ալիքի երկարության միջակայքով, բարձրէլեկտրաօպտիկականՓոխակերպման արդյունավետությունը, մեծ հզորությունը և այլ առավելություններ, շատ հարմար են լազերային մշակման, օպտիկական կապի և այլ ոլորտների համար: Ներկայումս եզրային կիսահաղորդչային լազերները օպտոէլեկտրոնիկայի արդյունաբերության կարևոր մասն են կազմում, և դրանց կիրառումը տարածվել է արդյունաբերության, հեռահաղորդակցության, գիտության, սպառողական, ռազմական և ավիատիեզերական ոլորտներում: Տեխնոլոգիայի զարգացման և առաջընթացի հետ մեկտեղ, եզրային կիսահաղորդչային լազերների հզորությունը, հուսալիությունը և էներգիայի փոխակերպման արդյունավետությունը զգալիորեն բարելավվել են, և դրանց կիրառման հեռանկարները գնալով ավելի լայն են դառնում:
Հաջորդը, ես ձեզ կուղղորդեմ դեպի կողային ճառագայթման եզակի հմայքի ավելի լավ գնահատումը։կիսահաղորդչային լազերներ.

Նկար 1 (ձախ) կողային ճառագայթող կիսահաղորդչային լազեր և (աջ) ուղղահայաց խոռոչային մակերեսային ճառագայթող լազերի կառուցվածքային դիագրամ

2. Եզրային էմիսիոն կիսահաղորդչի աշխատանքային սկզբունքըլազեր
Եզրային կիսահաղորդչային լազերի կառուցվածքը կարելի է բաժանել հետևյալ երեք մասերի՝ կիսահաղորդչային ակտիվ շրջան, պոմպի աղբյուր և օպտիկական ռեզոնատոր: Ի տարբերություն ուղղահայաց խոռոչի մակերեսային ճառագայթող լազերների ռեզոնատորների (որոնք կազմված են վերին և ստորին Բրեգգի հայելիներից), եզրային կիսահաղորդչային լազերային սարքերի ռեզոնատորները հիմնականում կազմված են երկու կողմերում գտնվող օպտիկական թաղանթներից: EEL սարքի և ռեզոնատորի բնորոշ կառուցվածքը ներկայացված է նկար 2-ում: Եզրային ճառագայթող կիսահաղորդչային լազերային սարքի ֆոտոնը ուժեղացվում է ռեզոնատորում ռեժիմի ընտրությամբ, և լազերը ձևավորվում է հիմքի մակերեսին զուգահեռ ուղղությամբ: Եզրային ճառագայթող կիսահաղորդչային լազերային սարքերն ունեն գործող ալիքի երկարությունների լայն տեսականի և հարմար են բազմաթիվ գործնական կիրառությունների համար, ուստի դրանք դառնում են լազերի իդեալական աղբյուրներից մեկը:

Եզրային կիսահաղորդչային լազերների արդյունավետության գնահատման ցուցանիշները նույնպես համապատասխանում են այլ կիսահաղորդչային լազերների ցուցանիշներին, ներառյալ՝ (1) լազերային լազերի ալիքի երկարությունը, (2) շեմային հոսանք Ith, այսինքն՝ հոսանքը, որի դեպքում 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 սխեմայի նախագծման և մոդուլյացիայի համար, (4) թեքության արդյունավետությունը, (5) ուղղահայաց դիվերգենցիայի անկյուն θ⊥, (6) հորիզոնական դիվերգենցիայի անկյուն θ∥, (7) հոսանքի Im-ի, այսինքն՝ կիսահաղորդչային լազերային չիպի հոսանքի չափը անվանական ելքային հզորության դեպքում վերահսկելը։

3. GaAs և GaN հիմքով եզրային կիսահաղորդչային լազերների հետազոտության առաջընթացը
GaAs կիսահաղորդչային նյութի վրա հիմնված կիսահաղորդչային լազերը ամենազարգացած կիսահաղորդչային լազերային տեխնոլոգիաներից մեկն է: Ներկայումս GAAS-ի վրա հիմնված մոտ ինֆրակարմիր շերտի (760-1060 նմ) ​​եզրային կիսահաղորդչային լազերները լայնորեն կիրառվում են առևտրային առումով: Որպես Si-ից և GaAs-ից հետո երրորդ սերնդի կիսահաղորդչային նյութ, GaN-ը լայնորեն օգտագործվել է գիտական ​​հետազոտություններում և արդյունաբերության մեջ՝ իր գերազանց ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների շնորհիվ: GAN-ի վրա հիմնված օպտոէլեկտրոնային սարքերի զարգացման և հետազոտողների ջանքերի շնորհիվ, GAN-ի վրա հիմնված լուսադիոդները և եզրային լազերները արդյունաբերականացվել են: