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

Pilihan idealsumber laser: laser semikonduktor emisi tepi
1. Pendahuluan
Laser semikonduktorChip laser semikonduktor pemancar tepi 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, pengembangan teknologi laser semikonduktor pemancar tepi lebih matang, dengan rentang panjang gelombang yang lebar,elektro-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 aplikasinya telah mencakup industri, telekomunikasi, sains, konsumen, militer, dan kedirgantaraan. Dengan perkembangan dan kemajuan teknologi, daya, keandalan, dan efisiensi konversi energi laser semikonduktor pemancar tepi telah meningkat pesat, dan prospek aplikasinya semakin luas.
Selanjutnya, saya akan membawa Anda untuk lebih menghargai pesona unik dari pemancar sampinglaser semikonduktor.

Gambar 1 (kiri) diagram struktur laser semikonduktor pemancar sisi 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 dalam perangkat laser semikonduktor pemancar tepi terutama terdiri dari film optik di kedua sisi. Struktur perangkat EEL dan struktur resonator yang umum ditunjukkan pada Gambar 2. Foton dalam perangkat laser semikonduktor emisi tepi diperkuat oleh pemilihan mode dalam resonator, dan laser dibentuk dalam arah yang sejajar dengan permukaan substrat. Perangkat laser semikonduktor pemancar tepi memiliki berbagai panjang gelombang operasi 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 laser; (2) Arus ambang Ith, yaitu arus di mana dioda laser mulai menghasilkan osilasi laser; (3) Arus kerja Iop, yaitu arus penggerak saat dioda laser mencapai daya keluaran terukur, parameter ini diterapkan pada desain dan modulasi sirkuit penggerak laser; (4) Efisiensi kemiringan; (5) Sudut divergensi vertikal θ⊥; (6) Sudut divergensi horizontal θ∥; (7) Pantau arus Im, yaitu ukuran arus chip laser semikonduktor pada daya keluaran terukur.

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