Ներածություն ուղղահայաց խոռոչի մակերեսային ճառագայթմանըկիսահաղորդչային լազեր(VCSEL)
Ուղղահայաց արտաքին խոռոչի մակերևույթային ճառագայթող լազերները մշակվել են 1990-ականների կեսերին՝ ավանդական կիսահաղորդչային լազերների զարգացմանը խոչընդոտող հիմնական խնդիրը լուծելու համար՝ թե ինչպես ստանալ բարձր հզորության լազերային ելքեր՝ բարձր ճառագայթի որակով, հիմնարար լայնակի ռեժիմով։
Ուղղահայաց արտաքին խոռոչի մակերեսային ճառագայթող լազերներ (Vecsels), որոնք հայտնի են նաև որպեսկիսահաղորդչային սկավառակային լազերներ(SDL)-ը լազերային ընտանիքի համեմատաբար նոր անդամ է։ Այն կարող է նախագծել ճառագայթման ալիքի երկարությունը՝ փոխելով կիսահաղորդչային ուժեղացման միջավայրում քվանտային փոսի նյութական կազմը և հաստությունը, և խոռոչի ներսում հաճախականության կրկնապատկման հետ միասին կարող է ծածկել լայն ալիքի երկարության միջակայք՝ ուլտրամանուշակագույնից մինչև հեռավոր ինֆրակարմիր, հասնելով բարձր հզորության ելքի՝ միաժամանակ պահպանելով ցածր դիվերգենցիայի անկյունային շրջանաձև սիմետրիկ լազերային ճառագայթ։ Լազերային ռեզոնատորը կազմված է ուժեղացման չիպի ներքևի DBR կառուցվածքից և արտաքին ելքային միացման հայելուց։ Այս եզակի արտաքին ռեզոնատորային կառուցվածքը թույլ է տալիս օպտիկական տարրեր տեղադրել խոռոչի մեջ՝ հաճախականության կրկնապատկման, հաճախականության տարբերության և ռեժիմի կողպման նման գործողությունների համար, ինչը VECSEL-ը դարձնում է իդեալական։լազերային աղբյուրկենսաֆոտոնիկայից, սպեկտրոսկոպիայից և այլն տարբեր կիրառությունների համարլազերային բժշկությունև լազերային պրոյեկցիա։
VC-մակերեսային ճառագայթող կիսահաղորդչային լազերի ռեզոնատորը ուղղահայաց է ակտիվ շրջանի գտնվելու վայրի հարթությանը, և դրա ելքային լույսը ուղղահայաց է ակտիվ շրջանի հարթությանը, ինչպես ցույց է տրված նկարում: VCSEL-ն ունի եզակի առավելություններ, ինչպիսիք են փոքր չափը, բարձր հաճախականությունը, լավ ճառագայթի որակը, խոռոչի մակերեսի մեծ վնասի շեմը և համեմատաբար պարզ արտադրական գործընթացը: Այն ցույց է տալիս գերազանց կատարողականություն լազերային ցուցադրման, օպտիկական կապի և օպտիկական ժամացույցի կիրառություններում: Այնուամենայնիվ, VCsel-ները չեն կարող ստանալ վատտից բարձր հզորության լազերներ, ուստի դրանք չեն կարող օգտագործվել բարձր հզորության պահանջարկ ունեցող ոլորտներում:
VCSEL-ի լազերային ռեզոնատորը կազմված է բաշխված Բրեգգի ռեֆլեկտորից (DBR), որը կազմված է կիսահաղորդչային նյութի բազմաշերտ էպիտաքսիալ կառուցվածքից՝ ակտիվ շրջանի վերին և ստորին կողմերում, որը շատ տարբերվում էլազերռեզոնատոր, որը կազմված է EEL-ի կտրվածքի հարթությունից: VCSEL օպտիկական ռեզոնատորի ուղղությունը ուղղահայաց է չիպի մակերեսին, լազերային ելքը նույնպես ուղղահայաց է չիպի մակերեսին, և DBR-ի երկու կողմերի անդրադարձունակությունը շատ ավելի բարձր է, քան EEL լուծույթի հարթությանըը:
VCSEL լազերային ռեզոնատորի երկարությունը սովորաբար մի քանի միկրոն է, որը շատ ավելի փոքր է, քան EEL միլիմետրային ռեզոնատորինը, և խոռոչում օպտիկական դաշտի տատանումներից ստացված միակողմանի ուժգնացումը ցածր է: Չնայած հիմնարար լայնակի ռեժիմի ելքային հզորությանը կարելի է հասնել, ելքային հզորությունը կարող է հասնել միայն մի քանի միլիվատի: VCSEL ելքային լազերային ճառագայթի լայնական հատույթի պրոֆիլը շրջանաձև է, իսկ դիվերգենցիայի անկյունը շատ ավելի փոքր է, քան եզրային լազերային ճառագայթինը: VCSEL-ի բարձր ելքային հզորության հասնելու համար անհրաժեշտ է մեծացնել լուսային շրջանը՝ ավելի մեծ ուժգնացում ապահովելու համար, և լուսային շրջանի մեծացումը կհանգեցնի ելքային լազերի բազմառեժիմ ելքի: Միևնույն ժամանակ, դժվար է հասնել միատարր հոսանքի ներարկման մեծ լուսային շրջանում, և անհավասար հոսանքի ներարկումը կխորացնի ջերմության կուտակումը: Ամփոփելով՝ VCSEL-ը կարող է արտածել հիմնական ռեժիմի շրջանաձև սիմետրիկ կետը՝ խելամիտ կառուցվածքային դիզայնի միջոցով, բայց ելքային հզորությունը ցածր է, երբ ելքային հզորությունը միառեժիմ է: Հետևաբար, ելքային ռեժիմում հաճախ ինտեգրվում են բազմաթիվ VCsel-ներ:
Հրապարակման ժամանակը. Մայիսի 21-2024