Izbor idealnog laserskog izvora: poluvodički laser rubne emisije, prvi dio

Izbor idealalaserski izvor: rubni emisioni poluvodički laser
1. Uvod
Poluvodički laserčipovi se dijele na laserske čipove s rubnim emitiranjem (EEL) i laserske čipove s površinskim emitiranjem okomite šupljine (VCSEL) prema različitim proizvodnim procesima rezonatora, a njihove specifične strukturne razlike prikazane su na slici 1. U usporedbi s laserom s površinskim emitiranjem okomite šupljine, rubni emitirajući poluvodički laserski razvoj tehnologije je zreliji, sa širokim rasponom valnih duljina, visokimelektro-optičkiučinkovitost pretvorbe, velika snaga i druge prednosti, vrlo pogodne za lasersku obradu, optičku komunikaciju i druga polja.Trenutačno su poluvodički laseri s rubnom emisijom važan dio optoelektroničke industrije, a njihove primjene pokrivaju industriju, telekomunikacije, znanost, potrošače, vojsku i zrakoplovstvo.S razvojem i napretkom tehnologije, snaga, pouzdanost i učinkovitost pretvorbe energije rubno emitirajućih poluvodičkih lasera znatno su poboljšani, a izgledi za njihovu primjenu sve su opsežniji.
Zatim ću vas navesti da dodatno cijenite jedinstveni šarm bočnog emitiranjapoluvodički laseri.

Slika 1 (lijevo) bočno emitirajući poluvodički laser i (desno) dijagram strukture lasera koji emitira površinu vertikalne šupljine

2. Princip rada poluvodiča rubne emisijelaser
Struktura rubno emitirajućeg poluvodičkog lasera može se podijeliti u sljedeća tri dijela: aktivno područje poluvodiča, izvor pumpe i optički rezonator.Za razliku od rezonatora lasera s površinskim emitiranjem s vertikalnom šupljinom (koji se sastoje od gornjeg i donjeg Braggovog zrcala), rezonatori u poluvodičkim laserskim uređajima s rubnim emitiranjem uglavnom se sastoje od optičkih filmova s ​​obje strane.Tipična struktura EEL uređaja i struktura rezonatora prikazani su na slici 2. Foton u poluvodičkom laserskom uređaju rubne emisije pojačava se odabirom moda u rezonatoru, a laser se formira u smjeru paralelnom s površinom supstrata.Poluvodički laserski uređaji s rubnim emitiranjem imaju širok raspon radnih valnih duljina i prikladni su za mnoge praktične primjene, pa postaju jedan od idealnih laserskih izvora.

Indeksi procjene učinkovitosti poluvodičkih lasera koji emitiraju rubove također su u skladu s drugim poluvodičkim laserima, uključujući: (1) valnu duljinu laserskog lasera;(2) Struja praga Ith, odnosno struja pri kojoj laserska dioda počinje generirati laserske oscilacije;(3) Radna struja Iop, to jest pogonska struja kada laserska dioda dosegne nazivnu izlaznu snagu, ovaj se parametar primjenjuje na dizajn i modulaciju laserskog pogonskog kruga;(4) Učinkovitost nagiba;(5) Kut vertikalne divergencije θ⊥;(6) Kut vodoravne divergencije θ∥;(7) Pratite struju Im, odnosno trenutnu veličinu poluvodičkog laserskog čipa pri nazivnoj izlaznoj snazi.

3. Napredak istraživanja poluvodičkih lasera s rubnom emisijom GaAs i GaN
Poluvodički laser temeljen na GaAs poluvodičkom materijalu jedna je od najzrelijih tehnologija poluvodičkih lasera.Trenutačno se poluvodički laseri s rubnom emisijom temeljeni na GAAS-u široko koriste u komercijalne svrhe.Kao treća generacija poluvodičkih materijala nakon Si i GaAs, GaN je bio naširoko zabrinut u znanstvenim istraživanjima i industriji zbog svojih izvrsnih fizičkih i kemijskih svojstava.S razvojem GAN-baziranih optoelektroničkih uređaja i naporima istraživača, GAN-bazirane diode koje emitiraju svjetlost i laseri koji emitiraju rubove su industrijalizirani.