Az ideális lézerforrás kiválasztása: élemissziós félvezető lézer, első rész

Az ideális választásalézerforrásélemissziós félvezető lézer
1. Bevezetés
Félvezető lézerA rezonátorok gyártási folyamatai szerint a chipeket élkibocsátó lézerchipekre (EEL) és függőleges üreges felületkibocsátó lézerchipekre (VCSEL) osztják, és azok szerkezeti különbségeit az 1. ábra mutatja. A függőleges üreges felületkibocsátó lézerhez képest az élkibocsátó félvezető lézertechnológia fejlettebb, széles hullámhossztartománnyal, magaselektrooptikaikonverziós hatékonyság, nagy teljesítmény és egyéb előnyök, kiválóan alkalmas lézeres megmunkáláshoz, optikai kommunikációhoz és más területekhez. Jelenleg az élkibocsátó félvezető lézerek az optoelektronikai ipar fontos részét képezik, és alkalmazási területük kiterjedt az iparra, a telekommunikációra, a tudományra, a fogyasztói iparra, a katonai iparra és az űrhajózásra. A technológia fejlődésével és előrehaladásával az élkibocsátó félvezető lézerek teljesítménye, megbízhatósága és energiaátalakítási hatékonysága jelentősen javult, és alkalmazási kilátásaik egyre szélesebb körűek.
Következőként bemutatom az oldalsó kibocsátású fényszórók egyedi varázsának további értékelését.félvezető lézerek.

1. ábra (balra) oldalsó sugárzó félvezető lézer és (jobbra) függőleges üreges felületi sugárzó lézer szerkezeti diagramja

2. Az élemissziós félvezető működési elvelézer
Az élkibocsátó félvezető lézerek szerkezete a következő három részre osztható: félvezető aktív régió, pumpáló forrás és optikai rezonátor. A függőleges üregű felületkibocsátó lézerek rezonátoraitól eltérően (amelyek felső és alsó Bragg-tükrökből állnak), az élkibocsátó félvezető lézereszközök rezonátorai főként mindkét oldalon optikai filmekből állnak. A tipikus EEL eszköz szerkezetét és rezonátorszerkezetét a 2. ábra mutatja. Az élkibocsátó félvezető lézereszközben a fotont a rezonátorban lévő módusválasztás erősíti, és a lézer a szubsztrát felületével párhuzamos irányban alakul ki. Az élkibocsátó félvezető lézereszközök széles működési hullámhossz-tartományúak, és számos gyakorlati alkalmazásra alkalmasak, így az egyik ideális lézerforrássá válnak.

Az élkibocsátó félvezető lézerek teljesítményértékelési indexei összhangban vannak más félvezető lézerekével is, beleértve: (1) a lézer lézerhullámhosszát; (2) a küszöbáramot Ith, azaz azt az áramot, amelynél a lézerdióda lézeroszcillációt kezd generálni; (3) az üzemi áramot Iop, azaz azt a meghajtóáramot, amely a lézerdióda eléri a névleges kimeneti teljesítményt, ezt a paramétert alkalmazzák a lézermeghajtó áramkör tervezésére és modulációjára; (4) a lejtési hatásfokot; (5) a függőleges divergencia szöget θ⊥; (6) a vízszintes divergencia szöget θ∥; (7) az áram Im, azaz a félvezető lézerchip áramméretének figyelését a névleges kimeneti teljesítményen.

3. A GaAs és GaN alapú élsugárzó félvezető lézerek kutatásának előrehaladása
A GaAs félvezető anyagon alapuló félvezető lézer az egyik legfejlettebb félvezető lézertechnológia. Jelenleg a GAAS alapú közeli infravörös sávú (760-1060 nm) élkibocsátó félvezető lézereket széles körben alkalmazzák kereskedelmi forgalomban. A Si és GaAs után a harmadik generációs félvezető anyagként a GaN kiváló fizikai és kémiai tulajdonságai miatt széles körben elterjedt a tudományos kutatásban és az iparban. A GAN alapú optoelektronikai eszközök fejlesztésével és a kutatók erőfeszítéseivel a GAN alapú fénykibocsátó diódák és élkibocsátó lézerek iparosodtak.