Elección da fonte de láser ideal: láser de semicondutores de emisión de bordes Parte 1

Elección do idealfonte láser: láser semicondutor de emisión de borde
1. Introdución
Láser semicondutoros chips divídense en chips láser emisores de bordo (EEL) e chips láser emisores de superficie de cavidade vertical (VCSEL) segundo os diferentes procesos de fabricación de resonadores, e as súas diferenzas estruturais específicas móstranse na Figura 1. En comparación co láser emisor de superficie de cavidade vertical, o bordo O desenvolvemento de tecnoloxía láser de semicondutores emisores é máis maduro, cunha ampla gama de lonxitudes de onda, altaelectro-ópticoeficiencia de conversión, gran potencia e outras vantaxes, moi axeitado para o procesamento con láser, comunicación óptica e outros campos. Na actualidade, os láseres de semicondutores de emisión de bordo son unha parte importante da industria da optoelectrónica e as súas aplicacións abarcaron a industria, as telecomunicacións, a ciencia, o consumo, o militar e o aeroespacial. Co desenvolvemento e progreso da tecnoloxía, a potencia, a fiabilidade e a eficiencia de conversión de enerxía dos láseres de semicondutores de emisión de bordo melloráronse moito e as súas perspectivas de aplicación son cada vez máis amplas.
A continuación, guiareite a apreciar aínda máis o encanto único da emisión lateralláseres semicondutores.

Figura 1 (esquerda) diagrama da estrutura de láser emisor de láser de emisión lateral e (dereita) de cavidade vertical.

2. Principio de funcionamento do semicondutor de emisión de bordoláser
A estrutura do láser de semicondutores emisores de bordo pódese dividir nas seguintes tres partes: rexión activa de semicondutores, fonte de bomba e resonador óptico. A diferenza dos resonadores dos láseres emisores de superficie de cavidade vertical (que están compostos por espellos Bragg superiores e inferiores), os resonadores dos dispositivos láser de semicondutores emisores de bordos están compostos principalmente por películas ópticas en ambos os dous lados. A estrutura típica do dispositivo EEL e a estrutura do resonador móstranse na figura 2. O fotón do dispositivo láser de semicondutores de emisión de bordo amplícase pola selección do modo no resonador e o láser fórmase na dirección paralela á superficie do substrato. Os dispositivos láser de semicondutores de emisión de bordos teñen unha ampla gama de lonxitudes de onda operativas e son axeitados para moitas aplicacións prácticas, polo que se converten nunha das fontes láser ideais.

Os índices de avaliación do rendemento dos láseres de semicondutores emisores de bordo tamén son consistentes con outros láseres de semicondutores, incluíndo: (1) lonxitude de onda de láser láser; (2) Corriente 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 condución cando o díodo láser alcanza a potencia de saída nominal, este parámetro aplícase ao deseño e modulación do circuíto de unidade láser; (4) Eficiencia da pendente; (5) Ángulo de diverxencia vertical θ⊥; (6) Ángulo de diverxencia horizontal θ∥; (7) Supervise o Im actual, é dicir, o tamaño actual do chip láser de semicondutores coa potencia de saída nominal.

3. Progreso da investigación de láseres semicondutores emisores de bordo baseados en GaAs e GaN
O láser de semicondutores baseado en material semicondutor GaAs é unha das tecnoloxías de láser de semicondutores máis maduras. Na actualidade, os láseres de semicondutores emisores de bordos baseados en GAAS (760-1060 nm) foron moi utilizados comercialmente. Como material semicondutor de terceira xeración despois do Si e do GaAs, o GaN estivo moi preocupado na investigación científica e na industria polas 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.