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 boşluk yüzey yayan lazer yongaları (VCSEL) olarak ikiye ayrılır ve bunların özel yapısal farklılıkları Şekil 1'de gösterilmiştir. Dikey boşluk yüzey yayan lazerle karşılaştırıldığında, kenar yayan yarı iletken lazer teknolojisi gelişimi daha olgundur, geniş bir dalga boyu aralığına sahiptir, 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, kenar yayan yarı iletken lazerlerin gücü, güvenilirliği ve enerji dönüşüm verimliliği büyük ölçüde iyileştirilmiş ve uygulama beklentileri giderek daha kapsamlı hale gelmiştir.
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 aşağıdaki üç bölüme ayrılabilir: yarı iletken aktif bölge, pompa kaynağı ve optik rezonatör. Dikey boşluk yüzey yayıcı lazerlerin rezonatörlerinden farklı olarak (üst ve alt Bragg aynalarından oluşurlar), 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, alt tabaka 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 tahrik akımı, bu parametre lazer tahrik devresinin tasarımına ve modülasyonuna uygulanır; (4) Eğim verimliliği; (5) Dikey sapma açısı θ⊥; (6) Yatay sapma 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 olgun yarı iletken lazer teknolojilerinden biridir. Şu anda, 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 araştırma ve endüstride yaygın olarak ilgi görmektedir. GAN tabanlı optoelektronik cihazların geliştirilmesi ve araştırmacıların çabalarıyla GAN tabanlı ışık yayan diyotlar ve kenar yayan lazerler endüstriyel hale getirilmiştir.