Utangulizi wa leza ya semiconductor inayotoa uso wa wima (VCSEL)

Utangulizi wa utoaji wa uso wa wima wa cavityleza ya nusu nusu(VCSEL)
Leza za wima zinazotoa umbo la uso zenye mashimo ya nje zilitengenezwa katikati ya miaka ya 1990 ili kutatua tatizo muhimu ambalo limekumba maendeleo ya leza za kawaida za nusu-kipande: jinsi ya kutoa matokeo ya leza yenye nguvu nyingi yenye ubora wa juu wa miale katika hali ya msingi ya mlalo.
Leza za nje zenye kutoa moshi wa uso wima (Vecsels), pia hujulikana kamaleza za diski za nusu-semiconductor(SDL), ni mwanachama mpya wa familia ya leza. Inaweza kubuni urefu wa wimbi la utoaji kwa kubadilisha muundo wa nyenzo na unene wa kisima cha quantum katika njia ya kupata semiconductor, na pamoja na kuongezeka kwa masafa ndani ya cavity kunaweza kufunika masafa mapana ya wimbi kutoka ultraviolet hadi infrared ya mbali, na kufikia utoaji wa nguvu nyingi huku ikidumisha tofauti ndogo. Mwangaza wa leza wa mviringo wa pembe ulinganifu. Resonator ya leza imeundwa na muundo wa chini wa DBR wa chipu ya kupata na kioo cha kuunganisha cha nje cha matokeo. Muundo huu wa kipekee wa resonator ya nje huruhusu vipengele vya macho kuingizwa kwenye cavity kwa shughuli kama vile kuongezeka kwa masafa, tofauti ya masafa, na kufunga hali, na kufanya VECSEL kuwa bora.chanzo cha lezakwa matumizi kuanzia biofotoniki, spektroskopia,dawa ya leza, na makadirio ya leza.
Kiyoyozi cha leza ya semiconductor inayotoa mwangaza wa uso wa VC kiko sawa na ndege ambapo eneo linalofanya kazi liko, na mwanga wake wa kutoa mwangaza ni sawa na ndege ya eneo linalofanya kazi, kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro. VCSEL ina faida za kipekee, kama vile ukubwa mdogo, masafa ya juu, ubora mzuri wa boriti, kizingiti kikubwa cha uharibifu wa uso wa mashimo, na mchakato rahisi wa uzalishaji. Inaonyesha utendaji bora katika matumizi ya onyesho la leza, mawasiliano ya macho na saa ya macho. Hata hivyo, VCsels haziwezi kupata leza zenye nguvu nyingi zaidi ya kiwango cha wati, kwa hivyo haziwezi kutumika katika nyanja zenye mahitaji ya juu ya nguvu.

Resonator ya leza ya VCSEL imeundwa na kiakisi cha Bragg kilichosambazwa (DBR) kilichoundwa na muundo wa epitaxial wa tabaka nyingi wa nyenzo za semiconductor pande zote mbili za juu na chini za eneo linalofanya kazi, ambalo ni tofauti sana nalezaresonator inayoundwa na mpasuko katika EEL. Mwelekeo wa resonator ya macho ya VCSEL ni wima kwa uso wa chipu, matokeo ya leza pia ni wima kwa uso wa chipu, na uakisi wa pande zote mbili za DBR ni mkubwa zaidi kuliko ule wa mpasuko wa suluhisho la EEL.
Urefu wa resonator ya leza ya VCSEL kwa ujumla ni mikroni chache, ambayo ni ndogo sana kuliko ile ya resonator ya milimita ya EEL, na faida ya njia moja inayopatikana kwa mtetemo wa uwanja wa macho kwenye patiti ni ya chini. Ingawa matokeo ya msingi ya hali ya mlalo yanaweza kupatikana, nguvu ya kutoa inaweza kufikia milliwati kadhaa tu. Wasifu wa sehemu mtambuka wa boriti ya leza ya pato ya VCSEL ni mviringo, na Pembe ya tofauti ni ndogo sana kuliko ile ya boriti ya leza inayotoa ukingo. Ili kufikia matokeo ya nguvu ya juu ya VCSEL, ni muhimu kuongeza eneo lenye mwangaza ili kutoa faida zaidi, na ongezeko la eneo lenye mwangaza litasababisha leza ya pato kuwa matokeo ya hali nyingi. Wakati huo huo, ni vigumu kufikia sindano ya mkondo sare katika eneo kubwa lenye mwangaza, na sindano ya mkondo usio sawa itazidisha mkusanyiko wa joto taka. Kwa kifupi, VCSEL inaweza kutoa doa la ulinganifu la duara la hali ya msingi kupitia muundo mzuri wa kimuundo, lakini nguvu ya kutoa ni ya chini wakati matokeo ni hali moja. Kwa hivyo, VCsel nyingi mara nyingi hujumuishwa katika hali ya kutoa.