İdeal lazer kaynağının seçimi: kenar emisyonlu yarı iletken lazer Bölüm Bir

İdealin seçimilazer kaynağı: kenar emisyonlu yarı iletken lazer
1. Giriş
Yarı iletken lazerYongalar, rezonatörlerin farklı üretim süreçlerine göre kenar yayan lazer yongaları (EEL) ve dikey boşluklu yüzey yayan lazer yongaları (VCSEL) olarak ikiye ayrılır ve bunların özel yapısal farklılıkları Şekil 1'de gösterilmiştir. Dikey boşluklu yüzey yayan lazerle karşılaştırıldığında, kenar yayan yarı iletken lazer teknolojisi gelişimi daha olgundur ve geniş bir dalga boyu aralığına, yüksekelektro-optikDönüşüm verimliliği, yüksek güç ve diğer avantajlarıyla lazer işleme, optik iletişim ve diğer alanlar için oldukça uygundur. Günümüzde kenar yayıcı yarı iletken lazerler, optoelektronik endüstrisinin önemli bir parçasıdır ve uygulamaları endüstri, telekomünikasyon, bilim, tüketici, askeri ve havacılık sektörlerini kapsamaktadır. Teknolojinin gelişmesi ve ilerlemesiyle birlikte, kenar yayıcı yarı iletken lazerlerin gücü, güvenilirliği ve enerji dönüşüm verimliliği büyük ölçüde artmış ve uygulama olanakları giderek daha da genişlemiştir.
Daha sonra, sizi yan etki yaratan benzersiz cazibeyi daha fazla takdir etmeye yönlendireceğimyarı iletken lazerler.

Şekil 1 (sol) yandan yayılan yarı iletken lazer ve (sağ) dikey boşluk yüzeyden yayılan lazer yapı şeması

2. Kenar emisyonlu yarı iletkenin çalışma prensibilazer
Kenar yayıcı yarı iletken lazerin yapısı şu üç bölüme ayrılabilir: yarı iletken aktif bölge, pompa kaynağı ve optik rezonatör. Dikey boşluklu yüzey yayıcı lazerlerin (üst ve alt Bragg aynalarından oluşan) rezonatörlerinden farklı olarak, kenar yayıcı yarı iletken lazer cihazlarındaki rezonatörler esas olarak her iki tarafta optik filmlerden oluşur. Tipik EEL cihaz yapısı ve rezonatör yapısı Şekil 2'de gösterilmiştir. Kenar yayıcı yarı iletken lazer cihazındaki foton, rezonatördeki mod seçimi ile yükseltilir ve lazer, altlık yüzeyine paralel yönde oluşturulur. Kenar yayıcı yarı iletken lazer cihazları geniş bir çalışma dalga boyu aralığına sahiptir ve birçok pratik uygulama için uygundur, bu nedenle ideal lazer kaynaklarından biri haline gelirler.

Kenar yayan yarı iletken lazerlerin performans değerlendirme endeksleri, aşağıdakiler de dahil olmak üzere diğer yarı iletken lazerlerle de tutarlıdır: (1) lazer lazer dalga boyu; (2) Eşik akımı Ith, yani lazer diyotunun lazer salınımı üretmeye başladığı akım; (3) Çalışma akımı Iop, yani lazer diyotunun nominal çıkış gücüne ulaştığı zamanki sürüş akımı, bu parametre lazer tahrik devresinin tasarımına ve modülasyonuna uygulanır; (4) Eğim verimliliği; (5) Dikey ıraksama açısı θ⊥; (6) Yatay ıraksama açısı θ∥; (7) Akım Im'yi, yani yarı iletken lazer çipinin nominal çıkış gücündeki akım boyutunu izleyin.

3. GaAs ve GaN tabanlı kenar yayan yarı iletken lazerlerin araştırma ilerlemesi
GaAs yarı iletken malzemeye dayalı yarı iletken lazer, en gelişmiş yarı iletken lazer teknolojilerinden biridir. Günümüzde, GAAS tabanlı yakın kızılötesi bant (760-1060 nm) kenar yayan yarı iletken lazerler ticari olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Si ve GaAs'tan sonra üçüncü nesil yarı iletken malzeme olan GaN, mükemmel fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle bilimsel araştırmalarda ve endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. GAN tabanlı optoelektronik cihazların geliştirilmesi ve araştırmacıların çabalarıyla GAN tabanlı ışık yayan diyotlar ve kenar yayan lazerler endüstriyel hale gelmiştir.