Dikey boşluklu yüzey yayılımına girişyarı iletken lazer(VCSEL)
Dikey dış boşluklu yüzey yayan lazerler, 1990'ların ortasında, geleneksel yarı iletken lazerlerin gelişimini engelleyen önemli bir sorunun üstesinden gelmek için geliştirildi: temel enine modda yüksek ışın kalitesine sahip yüksek güçlü lazer çıktılarının nasıl üretileceği.
Dikey dış boşluklu yüzey yayan lazerler (Vecsels), aynı zamandayarı iletken disk lazerler(SDL), lazer ailesinin nispeten yeni bir üyesidir. Yarı iletken kazanç ortamındaki kuantum kuyusunun malzeme bileşimini ve kalınlığını değiştirerek emisyon dalga boyunu tasarlayabilir ve boşluk içi frekansın iki katına çıkarılmasıyla birleştirildiğinde, ultraviyoleden uzak kızılötesine kadar geniş bir dalga boyu aralığını kapsayabilir, düşük bir sapmayı korurken yüksek güç çıkışı elde edebilir. Açılı dairesel simetrik lazer ışını. Lazer rezonatörü, kazanç çipinin alt DBR yapısından ve harici çıkış bağlantı aynasından oluşur. Bu benzersiz harici rezonatör yapısı, frekans iki katına çıkarma, frekans farkı ve mod kilitleme gibi işlemler için optik elemanların boşluğa yerleştirilmesine olanak tanır ve VECSEL'i ideal kılar.lazer kaynağıbiyofotonik, spektroskopi gibi çeşitli uygulamalar içinlazer ilacıve lazer projeksiyonu.
VC-yüzeyi yayan yarı iletken lazerin rezonatörü, şekilde gösterildiği gibi aktif bölgenin bulunduğu düzleme diktir ve çıkış ışığı, aktif bölgenin düzlemine diktir. VCSEL'in küçük olması gibi benzersiz avantajları vardır. boyut, yüksek frekans, iyi ışın kalitesi, büyük boşluk yüzeyi hasar eşiği ve nispeten basit üretim süreci. Lazer görüntüleme, optik iletişim ve optik saat uygulamalarında mükemmel performans gösterir. Ancak VCseller watt seviyesinin üzerinde yüksek güçlü lazerler elde edemedikleri için yüksek güç gereksinimi olan alanlarda kullanılamamaktadırlar.
VCSEL'in lazer rezonatörü, aktif bölgenin hem üst hem de alt taraflarında yarı iletken malzemeden çok katmanlı epitaksiyel yapıdan oluşan dağıtılmış bir Bragg reflektörden (DBR) oluşur; bu, aktif bölgenin lazer rezonatöründen çok farklıdır.lazerEEL'deki bölünme düzleminden oluşan rezonatör. VCSEL optik rezonatörünün yönü çip yüzeyine diktir, lazer çıkışı da çip yüzeyine diktir ve DBR'nin her iki tarafının yansıtıcılığı EEL çözüm düzlemininkinden çok daha yüksektir.
VCSEL'in lazer rezonatörünün uzunluğu genellikle birkaç mikron olup, EEL'in milimetre rezonatörünün uzunluğundan çok daha küçüktür ve boşluktaki optik alan salınımıyla elde edilen tek yönlü kazanç düşüktür. Temel çapraz mod çıkışı elde edilebilmesine rağmen çıkış gücü yalnızca birkaç miliwatt'a ulaşabilir. VCSEL çıkış lazer ışınının kesit profili daireseldir ve sapma açısı, kenar yayan lazer ışınınınkinden çok daha küçüktür. VCSEL'in yüksek güç çıkışını elde etmek için, daha fazla kazanç sağlayacak şekilde aydınlık bölgenin arttırılması gerekir ve aydınlık bölgenin artması, çıkış lazerinin çok modlu bir çıkış haline gelmesine neden olacaktır. Aynı zamanda, geniş bir aydınlık bölgede düzgün akım enjeksiyonu elde etmek zordur ve düzensiz akım enjeksiyonu, atık ısı birikimini arttıracaktır. Kısacası, VCSEL, makul yapısal tasarım yoluyla temel mod dairesel simetrik noktayı üretebilir, ancak Çıkış tek mod olduğunda çıkış gücü düşüktür. Bu nedenle, birden fazla VCsel genellikle çıkış moduna entegre edilir.
Gönderim zamanı: Mayıs-21-2024