Dikey boşluk yüzey yayılımına girişyarı iletken lazer(VKSEL)
Dikey dış boşluk yüzey yayıcı lazerler, geleneksel yarı iletken lazerlerin geliştirilmesinde karşılaşılan temel bir sorunu aşmak için 1990'ların ortalarında geliştirildi: Temel enine modda yüksek ışın kalitesine sahip yüksek güçlü lazer çıktıları nasıl üretilir.
Dikey dış boşluk yüzey yayıcı lazerler (Vecsels), ayrıca şu şekilde bilinir:yarı 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 frekans iki katına çıkarma ile birleştirildiğinde, düşük bir sapma Açı dairesel simetrik lazer ışını korurken yüksek güç çıkışı elde ederek ultraviyole'den uzak kızılötesine kadar geniş bir dalga boyu aralığını kapsayabilir. Lazer rezonatörü, kazanç çipinin alt DBR yapısı 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 birlazer kaynağıbiyofotonikten spektroskopiye kadar uzanan uygulamalar içinlazer tıbbıve lazer projeksiyon.
VC-yüzey yayan yarı iletken lazerin rezonatörü, aktif bölgenin bulunduğu düzleme diktir ve çıkış ışığı, şekilde gösterildiği gibi aktif bölgenin düzlemine diktir. VCSEL, küçük boyut, yüksek frekans, iyi ışın kalitesi, geniş boşluk yüzey hasar eşiği ve nispeten basit üretim süreci gibi benzersiz avantajlara sahiptir. Lazer görüntüleme, optik iletişim ve optik saat uygulamalarında mükemmel performans gösterir. Ancak, VCsel'ler watt seviyesinin üzerinde yüksek güçlü lazerler elde edemez, bu nedenle yüksek güç gereksinimi olan alanlarda kullanılamazlar.
VCSEL'in lazer rezonatörü, aktif bölgenin hem üst hem de alt taraflarında yarı iletken malzemeden yapılmış çok katmanlı epitaksiyel yapıdan oluşan dağıtılmış bir Bragg reflektörden (DBR) oluşur ve bu, diğer Bragg rezonatörlerinden 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 düzleminin yansıtıcılığından çok daha yüksektir.
VCSEL'in lazer rezonatörünün uzunluğu genellikle birkaç mikrondur, bu da EEL'in milimetre rezonatöründen çok daha küçüktür ve boşluktaki optik alan salınımıyla elde edilen tek yönlü kazanç düşüktür. Temel enine mod çıkışı elde edilebilmesine rağmen, çıkış gücü yalnızca birkaç miliwatta ulaşabilir. VCSEL çıkış lazer ışınının kesit profili daireseldir ve diverjans açısı kenar yayan lazer ışınınınkinden çok daha küçüktür. VCSEL'in yüksek güç çıkışına ulaşmak için, daha fazla kazanç sağlamak için ışıklı bölgeyi artırmak gerekir ve ışıklı bölgenin artması, çıkış lazerinin çok modlu bir çıkış haline gelmesine neden olur. Aynı zamanda, geniş bir ışıklı bölgede düzgün akım enjeksiyonu elde etmek zordur ve düzensiz akım enjeksiyonu atık ısı birikimini daha da kötüleştirecektir. Kısacası, VCSEL makul yapısal tasarımla temel mod dairesel simetrik noktayı çıkarabilir, ancak çıkış tek modlu olduğunda çıkış gücü düşüktür. Bu nedenle, çıkış moduna genellikle birden fazla VCsel entegre edilir.
Yayınlanma zamanı: 21-Mayıs-2024