Escolha da fonte de laser ideal: laser semicondutor de emissão de borda – Parte Um

Escolha do idealfonte de laser: laser semicondutor de emissão de borda
1. Introdução
Laser semicondutorchips são divididos em chips de laser emissores de borda (EEL) e chips de laser emissores de superfície de cavidade vertical (VCSEL) de acordo com os diferentes processos de fabricação de ressonadores, e suas diferenças estruturais específicas são mostradas na Figura 1. Comparado com laser emissor de superfície de cavidade vertical, borda o desenvolvimento da tecnologia de laser semicondutor emissor é mais maduro, com uma ampla faixa de comprimento de onda, altaeletro-ópticoeficiência de conversão, grande potência e outras vantagens, muito adequadas para processamento a laser, comunicação óptica e outros campos. Atualmente, os lasers semicondutores emissores de borda são uma parte importante da indústria optoeletrônica e suas aplicações abrangem a indústria, telecomunicações, ciência, consumo, militar e aeroespacial. Com o desenvolvimento e o progresso da tecnologia, a potência, a confiabilidade e a eficiência de conversão de energia dos lasers semicondutores emissores de borda foram bastante melhoradas e suas perspectivas de aplicação são cada vez mais extensas.
A seguir, vou levá-lo a apreciar ainda mais o encanto único da emissão laterallasers semicondutores.

Figura 1 (esquerda) lado emitindo laser semicondutor e (direita) diagrama de estrutura de laser emissor de superfície de cavidade vertical

2. Princípio de funcionamento do semicondutor de emissão de bordalaser
A estrutura do laser semicondutor emissor de borda pode ser dividida nas três partes a seguir: região ativa do semicondutor, fonte da bomba e ressonador óptico. Diferente dos ressonadores de lasers emissores de superfície de cavidade vertical (que são compostos de espelhos de Bragg superior e inferior), os ressonadores em dispositivos laser semicondutores emissores de borda são compostos principalmente de filmes ópticos em ambos os lados. A estrutura típica do dispositivo EEL e a estrutura do ressonador são mostradas na Figura 2. O fóton no dispositivo laser semicondutor de emissão de borda é amplificado pela seleção de modo no ressonador, e o laser é formado na direção paralela à superfície do substrato. Os dispositivos laser semicondutores emissores de borda têm uma ampla gama de comprimentos de onda operacionais e são adequados para muitas aplicações práticas, tornando-se uma das fontes de laser ideais.

Os índices de avaliação de desempenho de lasers semicondutores emissores de borda também são consistentes com outros lasers semicondutores, incluindo: (1) comprimento de onda do laser; (2) Corrente limite Ith, ou seja, a corrente na qual o diodo laser começa a gerar oscilação do laser; (3) Corrente de trabalho Iop, ou seja, a corrente de acionamento quando o diodo laser atinge a potência nominal de saída, este parâmetro é aplicado ao projeto e modulação do circuito de acionamento do laser; (4) Eficiência de talude; (5) Ângulo de divergência vertical θ⊥; (6) Ângulo de divergência horizontal θ∥; (7) Monitore a corrente Im, ou seja, o tamanho da corrente do chip laser semicondutor na potência de saída nominal.

3. Progresso da pesquisa de lasers semicondutores emissores de borda baseados em GaAs e GaN
O laser semicondutor baseado em material semicondutor GaAs é uma das tecnologias de laser semicondutor mais maduras. Atualmente, lasers semicondutores emissores de borda de banda infravermelha próxima (760-1060 nm) baseados em GAAS têm sido amplamente utilizados comercialmente. Como material semicondutor de terceira geração depois do Si e GaAs, o GaN tem sido amplamente utilizado na pesquisa científica e na indústria devido às suas excelentes propriedades físicas e químicas. Com o desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos baseados em GAN e os esforços dos pesquisadores, os diodos emissores de luz e os lasers emissores de borda baseados em GAN foram industrializados.