انتخاب منبع لیزر ایده‌آل: لیزر نیمه‌هادی گسیل از لبه - بخش دوم

انتخاب ایده‌آلمنبع لیزر: انتشار لبهلیزر نیمه هادیبخش دوم

۴. وضعیت کاربرد لیزرهای نیمه‌هادی گسیل از لبه
به دلیل طیف وسیع طول موج و توان بالا، لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از لبه با موفقیت در بسیاری از زمینه‌ها مانند خودرو، ارتباطات نوری و ... به کار گرفته شده‌اند.لیزردرمان پزشکی. طبق گزارش Yole Developpement، یک آژانس تحقیقات بازار مشهور بین‌المللی، بازار لیزرهای لبه‌گسیل در سال 2027 به 7.4 میلیارد دلار خواهد رسید و نرخ رشد مرکب سالانه آن 13 درصد خواهد بود. این رشد همچنان توسط ارتباطات نوری، مانند ماژول‌های نوری، تقویت‌کننده‌ها و کاربردهای حسگر سه‌بعدی برای ارتباطات داده و مخابرات هدایت خواهد شد. برای الزامات کاربردی مختلف، طرح‌های طراحی ساختار EEL مختلفی در صنعت توسعه داده شده‌اند، از جمله: لیزرهای نیمه‌هادی Fabripero (FP)، لیزرهای نیمه‌هادی Distributed Bragg Reflector (DBR)، لیزرهای نیمه‌هادی External Cavity Laser (ECL)، لیزرهای نیمه‌هادی Distributed Feedback (لیزر DFB) ، لیزرهای نیمه‌هادی آبشار کوانتومی (QCL) و دیودهای لیزری با ناحیه وسیع (BALD).

با افزایش تقاضا برای ارتباطات نوری، کاربردهای حسگر سه‌بعدی و سایر زمینه‌ها، تقاضا برای لیزرهای نیمه‌هادی نیز در حال افزایش است. علاوه بر این، لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از لبه و لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از سطح با حفره عمودی نیز در پر کردن کاستی‌های یکدیگر در کاربردهای نوظهور، مانند موارد زیر، نقش دارند:
(1) در زمینه ارتباطات نوری، لیزر بازخورد توزیع‌شده InGaAsP/InP با طول موج 1550 نانومتر ((لیزر DFB)) و لیزر پرتوان القایی پرو (Fabry Pero EEL) با طول موج 1300 نانومتر (InGaAsP/InGaP) معمولاً در فواصل انتقال 2 کیلومتر تا 40 کیلومتر و نرخ انتقال تا 40 گیگابیت بر ثانیه استفاده می‌شوند. با این حال، در فواصل انتقال 60 تا 300 متر و سرعت‌های انتقال پایین‌تر، لیزرهای VC مبتنی بر InGaAs و AlGaAs با طول موج 850 نانومتر غالب هستند.
(2) لیزرهای ساطع کننده سطح حفره عمودی مزایای اندازه کوچک و طول موج باریک را دارند، بنابراین به طور گسترده در بازار لوازم الکترونیکی مصرفی مورد استفاده قرار گرفته‌اند و مزایای روشنایی و توان لیزرهای نیمه‌هادی ساطع کننده لبه، راه را برای کاربردهای سنجش از دور و پردازش توان بالا هموار می‌کند.
(3) هم لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از لبه و هم لیزرهای نیمه‌هادی گسیلنده از سطح حفره عمودی می‌توانند برای لیدار برد کوتاه و متوسط ​​​​برای دستیابی به کاربردهای خاص مانند تشخیص نقطه کور و خروج از خط استفاده شوند.

۵. توسعه آینده
لیزر نیمه‌هادی ساطع‌کننده لبه مزایای قابلیت اطمینان بالا، کوچک‌سازی و چگالی توان نوری بالا را دارد و چشم‌انداز کاربرد گسترده‌ای در ارتباطات نوری، لیدار، پزشکی و سایر زمینه‌ها دارد. با این حال، اگرچه فرآیند تولید لیزرهای نیمه‌هادی ساطع‌کننده لبه نسبتاً بالغ شده است، اما برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد بازارهای صنعتی و مصرفی برای لیزرهای نیمه‌هادی ساطع‌کننده لبه، بهینه‌سازی مداوم فناوری، فرآیند، عملکرد و سایر جنبه‌های لیزرهای نیمه‌هادی ساطع‌کننده لبه ضروری است، از جمله: کاهش چگالی نقص در داخل ویفر؛ کاهش رویه‌های فرآیند؛ توسعه فناوری‌های جدید برای جایگزینی فرآیندهای سنتی برش چرخ سنگ‌زنی و ویفر تیغه‌ای که مستعد ایجاد نقص هستند؛ بهینه‌سازی ساختار اپیتاکسیال برای بهبود کارایی لیزر ساطع‌کننده لبه؛ کاهش هزینه‌های تولید و غیره. علاوه بر این، از آنجا که نور خروجی لیزر ساطع‌کننده لبه در لبه جانبی تراشه لیزر نیمه‌هادی قرار دارد، دستیابی به بسته‌بندی تراشه با اندازه کوچک دشوار است، بنابراین فرآیند بسته‌بندی مربوطه هنوز نیاز به پیشرفت بیشتری دارد.