Chaguo la chanzo bora cha laser: laser ya semiconductor ya makali Sehemu ya Kwanza

Uchaguzi wa borachanzo cha laser: Laser ya semiconductor ya makali
1. Utangulizi
Laser ya semiconductorChips zimegawanywa katika vipande vya laser vinavyotoa makali (EEL) na chips za laser za uso wa wima (VCSEL) kulingana na michakato mbalimbali ya utengenezaji wa resonators, na tofauti zao maalum za kimuundo zinaonyeshwa kwenye Mchoro 1. Ikilinganishwa na leza ya uso ya wima ya uso wa kutotoa moshi, makali. kutotoa moshi semiconductor laser teknolojia ya maendeleo ni kukomaa zaidi, na mbalimbali wavelength, juuelektro-machoufanisi wa uongofu, nguvu kubwa na faida nyingine, zinazofaa sana kwa usindikaji wa laser, mawasiliano ya macho na nyanja nyingine. Kwa sasa, leza za semiconductor zinazotoa kando ni sehemu muhimu ya tasnia ya optoelectronics, na matumizi yake yameshughulikia sekta, mawasiliano ya simu, sayansi, walaji, kijeshi na anga. Pamoja na maendeleo na maendeleo ya teknolojia, nguvu, kutegemewa na ufanisi wa ubadilishaji wa nishati ya leza za semiconductor zinazotoa kando zimeboreshwa sana, na matarajio ya matumizi yao ni makubwa zaidi na zaidi.
Ifuatayo, nitakuongoza kuthamini zaidi haiba ya kipekee ya kutoa kandolaser za semiconductor.

Mchoro wa 1 (kushoto) wa leza ya semicondukta ya upande unaotoa moshi na (kulia) mchoro wa muundo wa leza wa uso wa wima unaotoa moshi.

2. Kanuni ya kazi ya semiconductor ya utoaji wa makalileza
Muundo wa laser ya semiconductor inayotoa kando inaweza kugawanywa katika sehemu tatu zifuatazo: eneo la kazi la semiconductor, chanzo cha pampu na resonator ya macho. Tofauti na vitoa sauti vya leza za uso wa uso za wima (ambazo zinaundwa na vioo vya juu na chini vya Bragg), vitoa sauti katika vifaa vya leza ya semicondukta inayotoa kando hasa huundwa na filamu za macho pande zote mbili. Muundo wa kawaida wa kifaa cha EEL na muundo wa resonator unaonyeshwa kwenye Mchoro 2. Photon katika kifaa cha laser ya semiconductor ya makali-emission inakuzwa na uteuzi wa mode katika resonator, na laser huundwa kwa mwelekeo sambamba na uso wa substrate. Vifaa vya laser vya semiconductor vinavyotoa makali vina anuwai ya urefu wa kufanya kazi na vinafaa kwa matumizi mengi ya vitendo, kwa hivyo huwa moja ya vyanzo bora vya laser.

Faharasa za tathmini ya utendakazi za leza za semicondukta zinazotoa kando pia zinalingana na leza zingine za semicondukta, ikijumuisha: (1) urefu wa wimbi la leza; (2) Ith ya sasa ya kizingiti, yaani, sasa ambayo diode ya laser huanza kuzalisha oscillation ya laser; (3) Iop ya sasa ya kufanya kazi, ambayo ni, sasa ya kuendesha gari wakati diode ya laser inafikia nguvu iliyokadiriwa ya pato, parameta hii inatumika kwa muundo na urekebishaji wa mzunguko wa gari la laser; (4) Ufanisi wa mteremko; (5) Pembe ya kutofautisha wima θ⊥; (6) Pembe ya mlalo tofauti θ∥; (7) Fuatilia Im ya sasa, yaani, ukubwa wa sasa wa chipu ya leza ya semicondukta kwa nguvu ya pato iliyokadiriwa.

3. Maendeleo ya utafiti wa leza za semiconductor zenye msingi wa GaAs na GaN
Laser ya semiconductor kulingana na nyenzo za semiconductor ya GaAs ni mojawapo ya teknolojia ya leza ya semiconductor iliyokomaa zaidi. Kwa sasa, leza za semicondukta zinazotoa ukingo zenye msingi wa GAAS (760-1060 nm) zimetumika sana kibiashara. Kama nyenzo ya semiconductor ya kizazi cha tatu baada ya Si na GaAs, GaN imekuwa ikihusika sana katika utafiti wa kisayansi na tasnia kwa sababu ya sifa zake bora za kimwili na kemikali. Pamoja na maendeleo ya vifaa vya optoelectronic vinavyotokana na GAN na juhudi za watafiti, diodi zinazotoa mwanga zenye msingi wa GAN na leza zinazotoa kando zimekuzwa kiviwanda.