Escolha do idealfonte de laser: laser semicondutor de emissão de borda
1. Introdução
Laser semicondutorOs chips são divididos em chips de laser de emissão lateral (EEL) e chips de laser de emissão de superfície de cavidade vertical (VCSEL) de acordo com os diferentes processos de fabricação dos ressonadores, e suas diferenças estruturais específicas são mostradas na Figura 1. Comparado com o laser de emissão de superfície de cavidade vertical, o desenvolvimento da tecnologia de laser semicondutor de emissão lateral é mais maduro, com uma ampla faixa de comprimento de onda e alta eficiência.eletro-ópticoA eficiência de conversão, a alta potência e outras vantagens tornam os lasers semicondutores de emissão lateral muito adequados para processamento a laser, comunicação óptica e outras áreas. Atualmente, esses lasers são uma parte importante da indústria optoeletrônica, com aplicações em diversos setores, como indústria, telecomunicações, ciência, bens de 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 de emissão lateral foram significativamente aprimoradas, ampliando cada vez mais suas perspectivas de aplicação.
A seguir, mostrarei como apreciar ainda mais o charme único da emissão lateral.lasers semicondutores.
Figura 1: (esquerda) diagrama da estrutura de um laser semicondutor de emissão lateral e (direita) diagrama da estrutura de um laser de emissão de superfície de cavidade vertical.
2. Princípio de funcionamento do semicondutor de emissão de bordalaser
A estrutura de um laser semicondutor de emissão lateral pode ser dividida em três partes: região ativa semicondutora, fonte de bombeamento e ressonador óptico. Diferentemente dos ressonadores de lasers de emissão de superfície de cavidade vertical (compostos por espelhos de Bragg superior e inferior), os ressonadores em dispositivos laser semicondutores de emissão lateral são compostos principalmente por filmes ópticos em ambos os lados. A estrutura típica de um dispositivo EEL e a estrutura do ressonador são mostradas na Figura 2. O fóton no dispositivo laser semicondutor de emissão lateral é amplificado pela seleção de modo no ressonador, e o laser é formado na direção paralela à superfície do substrato. Os dispositivos laser semicondutores de emissão lateral possuem uma ampla faixa de comprimentos de onda de operação e são adequados para muitas aplicações práticas, tornando-se assim uma das fontes de laser ideais.
Os índices de avaliação de desempenho de lasers semicondutores de emissão lateral também são consistentes com outros lasers semicondutores, incluindo: (1) comprimento de onda de emissão do laser; (2) corrente de limiar Ith, ou seja, a corrente na qual o diodo laser começa a gerar oscilação do laser; (3) corrente de operação Iop, ou seja, a corrente de acionamento quando o diodo laser atinge a potência de saída nominal, este parâmetro é aplicado ao projeto e modulação do circuito de acionamento do laser; (4) eficiência de inclinação; (5) ângulo de divergência vertical θ⊥; (6) ângulo de divergência horizontal θ∥; (7) corrente de monitoramento Im, ou seja, a intensidade da corrente do chip laser semicondutor na potência de saída nominal.
3. Progresso da pesquisa em lasers semicondutores de emissão lateral baseados em GaAs e GaN
O laser semicondutor baseado em GaAs é uma das tecnologias de laser semicondutor mais consolidadas. Atualmente, lasers semicondutores de emissão lateral baseados em GaAs, operando na faixa do infravermelho próximo (760-1060 nm), são amplamente utilizados comercialmente. Como material semicondutor de terceira geração, após o Si e o GaAs, o GaN tem despertado grande interesse 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 de pesquisadores, diodos emissores de luz e lasers de emissão lateral baseados em GaN foram industrializados.
Data da publicação: 16 de janeiro de 2024