Pilihan sumber laser yang ideal: laser semikonduktor emisi tepi Bagian Satu

Pilihan idealsumber laser: laser semikonduktor emisi tepi
1. Pendahuluan
Laser semikonduktorchip dibagi menjadi chip laser pemancar tepi (EEL) dan chip laser pemancar permukaan rongga vertikal (VCSEL) sesuai dengan proses pembuatan resonator yang berbeda, dan perbedaan struktural spesifiknya ditunjukkan pada Gambar 1. Dibandingkan dengan laser pemancar permukaan rongga vertikal, chip tepi Perkembangan teknologi laser semikonduktor pemancar lebih matang, dengan rentang panjang gelombang yang lebar, tinggielektro-optikefisiensi konversi, daya besar dan keunggulan lainnya, sangat cocok untuk pemrosesan laser, komunikasi optik, dan bidang lainnya. Saat ini, laser semikonduktor pemancar tepi merupakan bagian penting dari industri optoelektronik, dan penerapannya telah mencakup industri, telekomunikasi, sains, konsumen, militer, dan ruang angkasa. Dengan perkembangan dan kemajuan teknologi, kekuatan, keandalan, dan efisiensi konversi energi laser semikonduktor pemancar tepi telah meningkat pesat, dan prospek penerapannya semakin luas.
Selanjutnya, saya akan memandu Anda untuk lebih mengapresiasi pesona unik pancaran sampinglaser semikonduktor.

Gambar 1 (kiri) sisi memancarkan laser semikonduktor dan (kanan) diagram struktur laser pemancar permukaan rongga vertikal

2. Prinsip kerja semikonduktor emisi tepilaser
Struktur laser semikonduktor pemancar tepi dapat dibagi menjadi tiga bagian berikut: daerah aktif semikonduktor, sumber pompa, dan resonator optik. Berbeda dari resonator laser pemancar permukaan rongga vertikal (yang terdiri dari cermin Bragg atas dan bawah), resonator pada perangkat laser semikonduktor pemancar tepi sebagian besar terdiri dari film optik di kedua sisi. Struktur perangkat EEL dan struktur resonator yang khas ditunjukkan pada Gambar 2. Foton dalam perangkat laser semikonduktor emisi tepi diperkuat dengan pemilihan mode di resonator, dan laser dibentuk dalam arah sejajar dengan permukaan substrat. Perangkat laser semikonduktor pemancar tepi memiliki rentang panjang gelombang pengoperasian yang luas dan cocok untuk banyak aplikasi praktis, sehingga menjadi salah satu sumber laser yang ideal.

Indeks evaluasi kinerja laser semikonduktor pemancar tepi juga konsisten dengan laser semikonduktor lainnya, termasuk: (1) panjang gelombang penguat laser; (2) Arus ambang Ith, yaitu arus di mana dioda laser mulai menghasilkan osilasi laser; (3) Iop arus kerja, yaitu arus penggerak ketika dioda laser mencapai daya keluaran terukur, parameter ini diterapkan pada desain dan modulasi rangkaian penggerak laser; (4) Efisiensi lereng; (5) Sudut divergensi vertikal θ⊥; (6) Sudut divergensi horizontal θ∥; (7) Pantau Im saat ini, yaitu ukuran chip laser semikonduktor saat ini pada daya keluaran terukur.

3. Kemajuan penelitian laser semikonduktor pemancar tepi berbasis GaAs dan GaN
Laser semikonduktor berdasarkan bahan semikonduktor GaAs adalah salah satu teknologi laser semikonduktor paling matang. Saat ini, laser semikonduktor pemancar tepi pita inframerah dekat (760-1060 nm) berbasis GAAS telah banyak digunakan secara komersial. Sebagai bahan semikonduktor generasi ketiga setelah Si dan GaAs, GaN telah banyak diperhatikan dalam penelitian ilmiah dan industri karena sifat fisik dan kimianya yang sangat baik. Dengan berkembangnya perangkat optoelektronik berbasis GAN dan upaya para peneliti, dioda pemancar cahaya dan laser pemancar tepi berbasis GAN telah diindustrialisasi.