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 semicondutorOs chips 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 o laser emissor de superfície de cavidade vertical, o desenvolvimento da tecnologia de laser semicondutor emissor de borda é mais maduro, com uma ampla faixa de comprimento de onda, altaeletro-ópticoEficiência de conversão, alta potência e outras vantagens, são ideais para processamento a laser, comunicação óptica e outras áreas. 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 significativamente aprimoradas, e suas perspectivas de aplicação são cada vez mais amplas.
A seguir, vou levá-lo a apreciar ainda mais o encanto único da emissão laterallasers semicondutores.

Figura 1 (esquerda) diagrama da estrutura do laser semicondutor emissor lateral e (direita) diagrama da estrutura do laser emissor de superfície de cavidade vertical

2. Princípio de funcionamento do semicondutor de emissão de bordalaser
A estrutura do laser semicondutor de emissão de borda pode ser dividida nas seguintes três partes: região ativa do semicondutor, fonte de bombeamento e ressonador óptico. Diferentemente dos ressonadores dos lasers de emissão de superfície de cavidade vertical (que são compostos por espelhos de Bragg superior e inferior), os ressonadores em dispositivos de laser semicondutor de emissão 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 de laser semicondutor de emissão de borda é amplificado pela seleção do modo no ressonador, e o laser é formado na direção paralela à superfície do substrato. Dispositivos de laser semicondutor de emissão de borda têm uma ampla faixa 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 dos 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 declive; (5) Ângulo de divergência vertical θ⊥; (6) Ângulo de divergência horizontal θ∥; (7) Monitorar a corrente Im, ou seja, o tamanho da corrente do chip do laser semicondutor na potência nominal de saída.

3. Progresso da pesquisa de lasers semicondutores emissores de borda baseados em GaAs e GaN
O laser semicondutor baseado em GaAs é uma das tecnologias de laser semicondutor mais maduras. Atualmente, os lasers semicondutores de emissão de borda baseados em GAAS na faixa do infravermelho próximo (760-1060 nm) têm sido amplamente utilizados comercialmente. Como material semicondutor de terceira geração, depois do Si e do 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 de pesquisadores, diodos emissores de luz e lasers de emissão de borda baseados em GAN foram industrializados.