Ուղղահայաց խոռոչի մակերեսի արտանետման ներածությունկիսահաղորդչային լազեր(VCSEL)
Ուղղահայաց արտաքին խոռոչի մակերեսային արտանետող լազերները ստեղծվել են 1990-ականների կեսերին՝ հաղթահարելու հիմնական խնդիրը, որը տանջում է ավանդական կիսահաղորդչային լազերների զարգացմանը՝ ինչպես արտադրել բարձր հզորության լազերային ելքեր բարձր ճառագայթի որակով հիմնարար լայնակի ռեժիմում:
Ուղղահայաց արտաքին խոռոչի մակերեսային արտանետող լազերներ (Vecsels), որը նաև հայտնի է որպեսկիսահաղորդչային սկավառակի լազերներ(SDL), լազերային ընտանիքի համեմատաբար նոր անդամ են: Այն կարող է ձևավորել արտանետման ալիքի երկարությունը՝ փոխելով նյութի կազմը և քվանտային հորի հաստությունը կիսահաղորդչային հարստացման միջավայրում, և ներխոռոչի հաճախականության կրկնապատկման հետ միասին կարող է ընդգրկել ալիքի լայն երկարություն՝ ուլտրամանուշակագույնից մինչև հեռավոր ինֆրակարմիր, հասնելով բարձր հզորության ելքի՝ պահպանելով ցածր դիվերգենցիան: Անկյունային շրջանաձև սիմետրիկ լազերային ճառագայթ: Լազերային ռեզոնատորը կազմված է շահույթի չիպի ստորին DBR կառուցվածքից և արտաքին ելքային միացման հայելից: Արտաքին ռեզոնատորի այս եզակի կառուցվածքը թույլ է տալիս օպտիկական տարրերը տեղադրել խոռոչի մեջ այնպիսի գործողությունների համար, ինչպիսիք են հաճախականության կրկնապատկումը, հաճախականության տարբերությունը և ռեժիմի կողպումը, ինչը VECSEL-ին դարձնում է իդեալական:լազերային աղբյուրկիրառությունների համար՝ սկսած բիոֆոտոնիկայից, սպեկտրոսկոպիայից,լազերային դեղամիջոց, և լազերային պրոյեկցիա։
VC-մակերևույթի արձակող կիսահաղորդչային լազերի ռեզոնատորը ուղղահայաց է այն հարթությանը, որտեղ գտնվում է ակտիվ շրջանը, և դրա ելքային լույսը ուղղահայաց է ակտիվ շրջանի հարթությանը, ինչպես ցույց է տրված նկարում: VCSEL-ն ունի եզակի առավելություններ, ինչպիսիք են փոքրը. չափը, բարձր հաճախականությունը, ճառագայթի լավ որակը, մեծ խոռոչի մակերեսի վնասման շեմը և համեմատաբար պարզ արտադրական գործընթացը: Այն ցույց է տալիս գերազանց կատարողականություն լազերային ցուցադրման, օպտիկական հաղորդակցության և օպտիկական ժամացույցի կիրառություններում: Այնուամենայնիվ, VCsel-ները չեն կարող ստանալ բարձր հզորության լազերներ, որոնք գերազանցում են վտ-ի մակարդակը, ուստի դրանք չեն կարող օգտագործվել այն դաշտերում, որտեղ էներգիայի բարձր պահանջներ կան:
VCSEL-ի լազերային ռեզոնատորը կազմված է բաշխված Bragg ռեֆլեկտորից (DBR)՝ կազմված կիսահաղորդչային նյութի բազմաշերտ էպիտաքսիալ կառուցվածքից ակտիվ շրջանի և վերին և ստորին կողմերում, որը շատ տարբեր էլազերայինռեզոնատոր, որը կազմված է ճեղքման հարթությունից EEL-ում: VCSEL օպտիկական ռեզոնատորի ուղղությունը ուղղահայաց է չիպի մակերեսին, լազերային ելքը նույնպես ուղղահայաց է չիպի մակերեսին, և DBR-ի երկու կողմերի արտացոլումը շատ ավելի բարձր է, քան EEL լուծույթի հարթությունը:
VCSEL-ի լազերային ռեզոնատորի երկարությունը սովորաբար մի քանի միկրոն է, ինչը շատ ավելի փոքր է, քան EEL-ի միլիմետրային ռեզոնատորը, իսկ խոռոչում օպտիկական դաշտի տատանմամբ ստացված միակողմանի շահույթը փոքր է: Չնայած հիմնական լայնակի ռեժիմի ելքը կարելի է ձեռք բերել, ելքային հզորությունը կարող է հասնել միայն մի քանի միլիվատ: VCSEL ելքային լազերային ճառագայթի խաչմերուկի պրոֆիլը շրջանաձև է, իսկ դիվերգենցիայի անկյունը շատ ավելի փոքր է, քան եզրեր արձակող լազերային ճառագայթին: VCSEL-ի բարձր հզորության հզորության հասնելու համար անհրաժեշտ է մեծացնել լուսավոր շրջանը՝ ավելի շատ շահույթ ապահովելու համար, իսկ լուսավոր շրջանի մեծացումը կհանգեցնի ելքային լազերի վերածվելու բազմաֆունկցիոնալ ելքի: Միևնույն ժամանակ, դժվար է հասնել միատեսակ հոսանքի ներարկման մեծ լուսավոր տարածքում, և անհավասար հոսանքի ներարկումը կխորացնի թափոնների ջերմության կուտակումը: Մի խոսքով, VCSEL-ը կարող է ելքային հիմնական ռեժիմի շրջանաձև սիմետրիկ կետը խելամիտ կառուցվածքային ձևավորման միջոցով, բայց Ելքային հզորությունը ցածր է, երբ ելքը մեկ ռեժիմ է: Հետևաբար, մի քանի VC-ներ հաճախ ինտեգրվում են ելքային ռեժիմին:
Հրապարակման ժամանակը` մայիս-21-2024