Escolla do idealfonte láserláser semicondutor de emisión de bordo
1. Introdución
láser semicondutorOs chips divídense en chips láser de emisión de bordo (EEL) e chips láser de emisión de superficie de cavidade vertical (VCSEL) segundo os diferentes procesos de fabricación dos resonadores, e as súas diferenzas estruturais específicas móstranse na Figura 1. En comparación co láser de emisión de superficie de cavidade vertical, o desenvolvemento da tecnoloxía de láser de semicondutores de emisión de bordo é máis maduro, cun amplo rango de lonxitudes de onda, altaelectroópticoeficiencia de conversión, gran potencia e outras vantaxes, moi axeitado para o procesamento láser, a comunicación óptica e outros campos. Na actualidade, os láseres semicondutores de emisión de bordos son unha parte importante da industria optoelectrónica e as súas aplicacións abarcan a industria, as telecomunicacións, a ciencia, o consumo, o exército e a aeroespacial. Co desenvolvemento e o progreso da tecnoloxía, a potencia, a fiabilidade e a eficiencia de conversión de enerxía dos láseres semicondutores de emisión de bordos melloraron moito e as súas perspectivas de aplicación son cada vez máis amplas.
A continuación, guiarémosvos para apreciar aínda máis o encanto único da emisión lateralláseres semicondutores.
Figura 1 (esquerda) láser semicondutor de emisión lateral e (dereita) diagrama da estrutura do láser de emisión superficial de cavidade vertical
2. Principio de funcionamento do semicondutor de emisión de bordoláser
A estrutura do láser semicondutor de emisión de bordo pódese dividir nas seguintes tres partes: rexión activa semicondutora, fonte de bombeo e resonador óptico. A diferenza dos resonadores dos láseres de emisión superficial de cavidade vertical (que están compostos por espellos de Bragg superior e inferior), os resonadores dos dispositivos láser semicondutor de emisión de bordo están compostos principalmente por películas ópticas en ambos os lados. A estrutura típica do dispositivo EEL e a estrutura do resonador móstranse na Figura 2. O fotón no dispositivo láser semicondutor de emisión de bordo amplifícase mediante a selección de modo no resonador e o láser fórmase na dirección paralela á superficie do substrato. Os dispositivos láser semicondutor de emisión de bordo teñen unha ampla gama de lonxitudes de onda de funcionamento e son axeitados para moitas aplicacións prácticas, polo que se converten nunha das fontes láser ideais.
Os índices de avaliación do rendemento dos láseres semicondutores de emisión de bordo tamén son consistentes con outros láseres semicondutores, incluíndo: (1) lonxitude de onda de láser; (2) corrente limiar Ith, é dicir, a corrente á que o díodo láser comeza a xerar oscilación láser; (3) corrente de traballo Iop, é dicir, a corrente de accionamento cando o díodo láser alcanza a potencia de saída nominal, este parámetro aplícase ao deseño e modulación do circuíto de accionamento do láser; (4) eficiencia da pendente; (5) ángulo de diverxencia vertical θ⊥; (6) ángulo de diverxencia horizontal θ∥; (7) monitorización da corrente Im, é dicir, o tamaño da corrente do chip láser semicondutor á potencia de saída nominal.
3. Progreso na investigación de láseres semicondutores de emisión de bordo baseados en GaAs e GaN
O láser semicondutor baseado en material semicondutor GaAs é unha das tecnoloxías láser semicondutoras máis maduras. Na actualidade, os láseres semicondutores de emisión de bordos na banda do infravermello próximo baseados en GAAS foron amplamente utilizados comercialmente. Como material semicondutor de terceira xeración despois do Si e do GaAs, o GaN foi amplamente utilizado na investigación científica e na industria debido ás súas excelentes propiedades físicas e químicas. Co desenvolvemento de dispositivos optoelectrónicos baseados en GAN e os esforzos dos investigadores, os díodos emisores de luz e os láseres emisores de bordos baseados en GAN foron industrializados.
Data de publicación: 16 de xaneiro de 2024