Idealaus lazerio šaltinio pasirinkimas: kraštinės emisijos puslaidininkinis lazeris Pirma dalis

Idealo pasirinkimaslazerio šaltinis: kraštinės emisijos puslaidininkinis lazeris
1. Įvadas
Puslaidininkinis lazerislustai pagal skirtingus rezonatorių gamybos procesus skirstomi į kraštines spinduliuojančias lazerines lustus (EEL) ir vertikalių ertmių paviršių spinduliuojančius lazerinius lustus (VCSEL), o jų specifiniai struktūriniai skirtumai parodyti 1 pav. skleidžiančių puslaidininkinių lazerių technologijos plėtra yra brandesnė, plataus bangų ilgio diapazono, aukštoelektrooptiniskonversijos efektyvumas, didelė galia ir kiti privalumai, labai tinka lazeriniam apdorojimui, optiniam ryšiui ir kitoms sritims. Šiuo metu briauną spinduliuojantys puslaidininkiniai lazeriai yra svarbi optoelektronikos pramonės dalis, o jų pritaikymas apėmė pramonę, telekomunikacijas, mokslą, vartotojų, karinę ir kosminę erdvę. Tobulėjant ir tobulėjant technologijoms, briauną spinduliuojančių puslaidininkinių lazerių galia, patikimumas ir energijos konversijos efektyvumas labai pagerėjo, o jų pritaikymo galimybės vis platesnės.
Toliau aš padėsiu jums dar labiau įvertinti nepakartojamą šoninio spinduliavimo žavesįpuslaidininkiniai lazeriai.

1 paveikslas (kairėje) pusėje spinduliuojantis puslaidininkinis lazeris ir (dešinėje) vertikalios ertmės paviršiaus spinduliuojančio lazerio struktūros diagrama

2. Kraštinės emisijos puslaidininkio veikimo principaslazeris
Kraštą spinduliuojančio puslaidininkinio lazerio struktūrą galima suskirstyti į šias tris dalis: puslaidininkio aktyviąją sritį, siurblio šaltinį ir optinį rezonatorių. Skirtingai nuo vertikalių ertmių paviršių spinduliuojančių lazerių rezonatorių (kurie yra sudaryti iš viršutinių ir apatinių Bragg veidrodžių), kraštą spinduliuojančių puslaidininkinių lazerinių įrenginių rezonatoriai daugiausia sudaryti iš abiejų pusių optinių plėvelių. Tipinė EEL įrenginio struktūra ir rezonatoriaus struktūra parodyta 2 paveiksle. Fotonas kraštinės emisijos puslaidininkiniame lazeriniame įrenginyje sustiprinamas rezonatoriuje parenkant režimą, o lazeris formuojamas lygiagrečia pagrindo paviršiui kryptimi. Kraštą spinduliuojantys puslaidininkiniai lazeriniai įrenginiai turi platų veikimo bangos ilgių diapazoną ir yra tinkami daugeliui praktinių pritaikymų, todėl tampa vienu iš idealių lazerinių šaltinių.

Kraštą spinduliuojančių puslaidininkinių lazerių veikimo vertinimo indeksai taip pat atitinka kitus puslaidininkinius lazerius, įskaitant: (1) lazerio lazerio bangos ilgį; (2) Slenkstinė srovė Ith, tai yra srovė, kuriai esant lazerinis diodas pradeda generuoti lazerio virpesius; (3) Darbinė srovė Iop, tai yra varomoji srovė, kai lazerinis diodas pasiekia vardinę išėjimo galią, šis parametras taikomas projektuojant ir moduliuojant lazerio pavaros grandinę; (4) nuolydžio efektyvumas; (5) Vertikalusis divergencijos kampas θ⊥; (6) Horizontaliosios divergencijos kampas θ∥; (7) Stebėkite srovę Im, tai yra dabartinį puslaidininkinio lazerio lusto dydį esant vardinei išėjimo galiai.

3. GaAs ir GaN pagrindu pagamintų briauną spinduliuojančių puslaidininkinių lazerių eiga
Puslaidininkinis lazeris, pagamintas iš GaAs puslaidininkinės medžiagos, yra viena brandžiausių puslaidininkinių lazerių technologijų. Šiuo metu GAAS pagrindu veikiantys artimos infraraudonųjų spindulių juostos (760–1060 nm) kraštą spinduliuojantys puslaidininkiniai lazeriai plačiai naudojami komercijoje. Kaip trečios kartos puslaidininkinė medžiaga po Si ir GaAs, GaN buvo plačiai susirūpinęs moksliniais tyrimais ir pramone dėl savo puikių fizinių ir cheminių savybių. Sukūrus GAN pagrindu sukurtus optoelektroninius prietaisus ir tyrėjų pastangas, GAN pagrindu sukurti šviesos diodai ir kraštinius spinduliuojantys lazeriai buvo pramoniniai.