انتخاب ایده‌آلمنبع لیزرلیزر نیمه‌هادی گسیل لبه‌ای
۱. مقدمه
لیزر نیمه هادیتراشه‌ها بر اساس فرآیندهای مختلف تولید تشدیدکننده‌ها به تراشه‌های لیزر ساطع‌کننده لبه (EEL) و تراشه‌های لیزر ساطع‌کننده سطح حفره عمودی (VCSEL) تقسیم می‌شوند و تفاوت‌های ساختاری خاص آنها در شکل 1 نشان داده شده است. در مقایسه با لیزر ساطع‌کننده سطح حفره عمودی، توسعه فناوری لیزر نیمه‌هادی ساطع‌کننده لبه بالغ‌تر است، با طیف طول موج وسیع، سرعت بالاالکترواپتیکیراندمان تبدیل، توان زیاد و مزایای دیگر، بسیار مناسب برای پردازش لیزری، ارتباطات نوری و سایر زمینه‌ها. در حال حاضر، لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از لبه بخش مهمی از صنعت اپتوالکترونیک هستند و کاربردهای آنها صنعت، مخابرات، علوم، مصرف‌کننده، نظامی و هوافضا را پوشش داده است. با توسعه و پیشرفت فناوری، توان، قابلیت اطمینان و راندمان تبدیل انرژی لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از لبه تا حد زیادی بهبود یافته و چشم‌انداز کاربرد آنها گسترده‌تر و گسترده‌تر شده است.
در ادامه، شما را به درک بیشتر جذابیت منحصر به فرد تابش جانبی هدایت خواهم کرد.لیزرهای نیمه‌هادی.
شکل 1 (چپ) نمودار ساختار لیزر نیمه‌هادی گسیلنده جانبی و (راست) نمودار ساختار لیزر گسیلنده از سطح حفره عمودی
۲. اصل کار نیمه‌هادی گسیل لبه‌ایلیزر
ساختار لیزر نیمه‌هادی گسیلنده از لبه را می‌توان به سه بخش زیر تقسیم کرد: ناحیه فعال نیمه‌هادی، منبع پمپ و تشدیدگر نوری. برخلاف تشدیدگرهای لیزرهای گسیلنده از سطح حفره عمودی (که از آینه‌های براگ بالا و پایین تشکیل شده‌اند)، تشدیدگرها در دستگاه‌های لیزر نیمه‌هادی گسیلنده از لبه عمدتاً از فیلم‌های نوری در دو طرف تشکیل شده‌اند. ساختار معمول دستگاه EEL و ساختار تشدیدگر در شکل 2 نشان داده شده است. فوتون در دستگاه لیزر نیمه‌هادی گسیلنده از لبه با انتخاب حالت در تشدیدگر تقویت می‌شود و لیزر در جهت موازی با سطح زیرلایه تشکیل می‌شود. دستگاه‌های لیزر نیمه‌هادی گسیلنده از لبه طیف گسترده‌ای از طول موج‌های عملیاتی دارند و برای بسیاری از کاربردهای عملی مناسب هستند، بنابراین به یکی از منابع لیزر ایده‌آل تبدیل می‌شوند.
شاخص‌های ارزیابی عملکرد لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از لبه نیز با سایر لیزرهای نیمه‌هادی سازگار است، از جمله: (1) طول موج لیزر؛ (2) جریان آستانه Ith، یعنی جریانی که در آن دیود لیزر شروع به تولید نوسان لیزر می‌کند؛ (3) جریان کاری Iop، یعنی جریان محرک هنگامی که دیود لیزر به توان خروجی نامی می‌رسد، این پارامتر در طراحی و مدولاسیون مدار درایو لیزر اعمال می‌شود؛ (4) راندمان شیب؛ (5) زاویه واگرایی عمودی θ⊥؛ (6) زاویه واگرایی افقی θ∥؛ (7) جریان Im را زیر نظر داشته باشید، یعنی اندازه جریان تراشه لیزر نیمه‌هادی در توان خروجی نامی.
۳. پیشرفت تحقیقاتی لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از لبه مبتنی بر GaAs و GaN
لیزر نیمه‌هادی مبتنی بر ماده نیمه‌هادی GaAs یکی از بالغ‌ترین فناوری‌های لیزر نیمه‌هادی است. در حال حاضر، لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از لبه مبتنی بر GAAS در باند نزدیک مادون قرمز (760-1060 نانومتر) به طور گسترده تجاری مورد استفاده قرار گرفته‌اند. GaN به عنوان ماده نیمه‌هادی نسل سوم پس از Si و GaAs، به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی عالی خود، به طور گسترده در تحقیقات علمی و صنعت مورد توجه قرار گرفته است. با توسعه دستگاه‌های اپتوالکترونیکی مبتنی بر GAN و تلاش‌های محققان، دیودهای گسیلنده نور و لیزرهای گسیلنده از لبه مبتنی بر GAN صنعتی شده‌اند.
زمان ارسال: ۱۶ ژانویه ۲۰۲۴