Izbor idealnog laserskog izvora: poluprovodnički laser sa rubnom emisijom, Prvi dio

Izbor idealalaserski izvorpoluprovodnički laser s rubnom emisijom
1. Uvod
Poluprovodnički laserČipovi se dijele na laserske čipove sa rubnim emitovanjem (EEL) i laserske čipove sa vertikalnim šupljinama koji emituju površinu (VCSEL) prema različitim procesima proizvodnje rezonatora, a njihove specifične strukturne razlike prikazane su na slici 1. U poređenju sa laserima sa vertikalnim šupljinama koji emituju površinu, tehnologija poluprovodničkih lasera sa rubnim emitovanjem je zrelija, sa širokim rasponom talasnih dužina, visokim...elektrooptičkiefikasnost konverzije, velika snaga i druge prednosti, vrlo pogodni za lasersku obradu, optičku komunikaciju i druga područja. Trenutno, poluprovodnički laseri s rubnim zračenjem važan su dio optoelektronske industrije, a njihova primjena pokriva industriju, telekomunikacije, nauku, potrošačku industriju, vojsku i zrakoplovstvo. Razvojem i napretkom tehnologije, snaga, pouzdanost i efikasnost konverzije energije poluprovodničkih lasera s rubnim zračenjem znatno su poboljšani, a njihovi izgledi za primjenu su sve širi.
Zatim ću vas voditi ka tome da još više cijenite jedinstveni šarm bočnog emitiranjapoluprovodnički laseri.

Slika 1 (lijevo) bočno emitirajući poluprovodnički laser i (desno) dijagram strukture lasera s vertikalnom šupljinom koji emitira površinu

2. Princip rada poluprovodnika sa rubnom emisijomlaser
Struktura poluprovodničkog lasera sa rubnom emisijom može se podijeliti na sljedeća tri dijela: aktivno područje poluprovodnika, izvor pumpe i optički rezonator. Za razliku od rezonatora lasera sa vertikalnom šupljinom koji emituju površinu (koji se sastoje od gornjih i donjih Braggovih ogledala), rezonatori u poluprovodničkim laserskim uređajima sa rubnom emisijom uglavnom se sastoje od optičkih filmova na obje strane. Tipična struktura EEL uređaja i struktura rezonatora prikazane su na slici 2. Foton u poluprovodničkom laserskom uređaju sa rubnom emisijom se pojačava odabirom moda u rezonatoru, a laser se formira u smjeru paralelnom sa površinom supstrata. Poluprovodnički laserski uređaji sa rubnom emisijom imaju širok raspon radnih talasnih dužina i pogodni su za mnoge praktične primjene, tako da postaju jedan od idealnih laserskih izvora.

Indeksi evaluacije performansi poluprovodničkih lasera sa rubnom emitacijom su također u skladu s drugim poluprovodničkim laserima, uključujući: (1) talasnu dužinu laserskog lasera; (2) Prag struje Ith, tj. struju pri kojoj laserska dioda počinje generisati laserske oscilacije; (3) Radnu struju Iop, tj. pogonsku struju kada laserska dioda dostigne nazivnu izlaznu snagu, ovaj parametar se primjenjuje na dizajn i modulaciju kola za pogon lasera; (4) Efikasnost nagiba; (5) Ugao vertikalne divergencije θ⊥; (6) Ugao horizontalne divergencije θ∥; (7) Praćenje struje Im, tj. veličine struje poluprovodničkog laserskog čipa pri nazivnoj izlaznoj snazi.

3. Napredak istraživanja poluprovodničkih lasera sa rubnom emisijom na bazi GaAs i GaN
Poluprovodnički laser baziran na GaAs poluprovodničkom materijalu jedna je od najzrelijih tehnologija poluprovodničkih lasera. Trenutno se široko komercijalno koriste poluprovodnički laseri bliskog infracrvenog opsega (760-1060 nm) bazirani na GAAS-u. Kao poluprovodnički materijal treće generacije nakon Si i GaAs, GaN je zbog svojih odličnih fizičkih i hemijskih svojstava bio veoma važan u naučnim istraživanjima i industriji. Razvojem optoelektronskih uređaja baziranih na GAN-u i naporima istraživača, industrijalizirane su svjetleće diode i laseri sa rubnom emisijom bazirani na GAN-u.