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: արտանետվող 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 դիվերգենցիայի անկյուն θ∥;(7) Դիտեք ընթացիկ Im-ը, այսինքն՝ կիսահաղորդչային լազերային չիպի ընթացիկ չափը գնահատված ելքային հզորությամբ:

3. GaAs-ի և GaN-ի վրա հիմնված եզրեր արտանետող 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: