İdeal lazer kaynağı seçimi: kenar emisyonlu yarı iletken lazer Birinci Bölüm

İdeal seçimilazer kaynağı: kenar emisyonlu yarı iletken lazer
1. Giriş
Yarı iletken lazerçipler, rezonatörlerin farklı üretim süreçlerine göre kenar yayan lazer çipleri (EEL) ve dikey boşluklu yüzey yayan lazer çipleri (VCSEL) olarak ikiye ayrılır ve bunların spesifik yapısal farklılıkları Şekil 1'de gösterilmektedir. Dikey boşluklu yüzey yayan lazerle karşılaştırıldığında, kenar yayan yarı iletken lazer teknolojisi gelişimi, geniş bir dalga boyu aralığı ile daha olgun, yüksekelektro-optikDönüşüm verimliliği, büyük güç ve diğer avantajlar, lazer işleme, optik iletişim ve diğer alanlar için çok uygundur. Şu anda, kenar yayan yarı iletken lazerler optoelektronik endüstrisinin önemli bir parçasıdır ve uygulamaları endüstri, telekomünikasyon, bilim, tüketici, askeri ve havacılık alanlarını kapsamaktadır. Teknolojinin gelişmesi ve ilerlemesiyle birlikte kenar yayan yarı iletken lazerlerin gücü, güvenilirliği ve enerji dönüşüm verimliliği büyük ölçüde iyileştirildi ve uygulama beklentileri giderek daha kapsamlı hale geldi.
Şimdi, sizi yandan ışınlamanın eşsiz cazibesini daha da takdir etmeye yönlendireceğim.yarı iletken lazerler.

Şekil 1 (sol) yandan ışık yayan yarı iletken lazer ve (sağ) dikey boşluklu yüzey yayan lazer yapı diyagramı

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

Kenar yayan yarı iletken lazerlerin performans değerlendirme endeksleri aynı zamanda aşağıdakiler de dahil olmak üzere diğer yarı iletken lazerlerle de tutarlıdır: (1) lazer lazer dalga boyu; (2) Eşik akımı Ith, yani lazer diyodunun lazer salınımı oluşturmaya başladığı akım; (3) Çalışma akımı Iop, yani lazer diyot nominal çıkış gücüne ulaştığında sürüş akımı; bu parametre, lazer sürücü devresinin tasarımına ve modülasyonuna uygulanır; (4) Eğim verimliliği; (5) Dikey sapma açısı θ⊥; (6) Yatay sapma açısı θ∥; (7) Akım Im'i, yani yarı iletken lazer çipinin nominal çıkış gücündeki mevcut boyutunu izleyin.

3. GaAs ve GaN tabanlı kenar yayan yarı iletken lazerlerin araştırma ilerlemesi
GaAs yarı iletken malzemeye dayanan yarı iletken lazer, en olgun yarı iletken lazer teknolojilerinden biridir. Şu anda GAAS tabanlı yakın kızılötesi bant (760-1060 nm) kenar yayan yarı iletken lazerler ticari olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Si ve GaAs'tan sonra üçüncü nesil yarı iletken malzeme olan GaN, mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı bilimsel araştırma ve endüstride geniş çapta ilgi görmektedir. GAN tabanlı optoelektronik cihazların geliştirilmesi ve araştırmacıların çabaları ile GAN tabanlı ışık yayan diyotlar ve kenar yayan lazerler sanayileşmiştir.