Aféierung an d'Uewerflächenemissioun vun enger vertikaler KavitéitHalbleiterlaser(VCSEL)
Vertikal Uewerflächenemittéierend Laser vun der externer Kavitéit goufen Mëtt vun den 1990er Joren entwéckelt, fir e Schlësselproblem ze léisen, dat d'Entwécklung vun traditionelle Hallefleiterlaser geplot huet: wéi een héichleeschtungsfäeg Laserausgäng mat héijer Stralequalitéit am fundamentalen transversale Modus produzéiert.
Vertikal extern Kavitéitsflächenemittéierend Laser (Vecsels), och bekannt alsHalbleiter-Scheiwenlaser(SDL) sinn e relativ neit Member vun der Laserfamill. Si kënnen d'Emissiounswellelängt gestalten andeems se d'Materialzesummesetzung an d'Déckt vum Quantebrunn am Hallefleederverstärkungsmedium änneren, a kombinéiert mat der Intrakavitätsfrequenzverdueblung kann e breede Wellelängteberäich vun ultraviolett bis wäit Infrarout ofdecken, wouduerch eng héich Leeschtung erreecht gëtt, während e kreesfërmeg symmetresche Laserstral mat nidderegem Divergenzwénkel behalen gëtt. De Laserresonator besteet aus der ënneschter DBR-Struktur vum Verstärkungschip an dem externen Ausgangskopplungsspigel. Dës eenzegaarteg extern Resonatorstruktur erlaabt et, optesch Elementer an d'Kavitéit anzesetzen fir Operatiounen wéi Frequenzverdueblung, Frequenzdifferenz a Modussperrung, wat VECSEL zu engem idealen ... mécht.Laserquellfir Uwendungen, déi vun der Biophotonik iwwer d'Spektroskopie reechen,Lasermedizin, a Laserprojektioun.
De Resonator vum VC-Uewerflächen-emittéierende Hallefleederlaser ass senkrecht zu der Fläch wou sech den aktiven Beräich befënnt, a säi Liichtausgang ass senkrecht zu der Fläch vum aktiven Beräich, wéi an der Figur gewisen. VCSEL huet eenzegaarteg Virdeeler, wéi kleng Gréisst, héich Frequenz, gutt Stralqualitéit, grouss Schwellwäerter fir d'Uewerflächenschued an der Kavitéit an e relativ einfache Produktiounsprozess. Et weist exzellent Leeschtung an den Uwendungen vum Laserdisplay, der optescher Kommunikatioun an der optescher Auer. VCsele kënnen awer keng héichleeschtungsfäeg Laser iwwer dem Wattniveau kréien, sou datt se net a Beräicher mat héije Leeschtungsfuerderunge kënne benotzt ginn.
De Laserresonator vum VCSEL besteet aus engem verdeelte Bragg-Reflekter (DBR), deen aus enger méischichteger epitaktischer Struktur aus Hallefleedermaterial souwuel op der ieweschter wéi och op der ënneschter Säit vum aktiven Beräich besteet, wat sech ganz anescht wéi dee vun der ...LaserResonator, deen aus enger Spaltungsfläch am EEL besteet. D'Richtung vum optesche VCSEL-Resonator ass senkrecht zur Chipoberfläche, d'Laserausgang ass och senkrecht zur Chipoberfläche, an d'Reflexivitéit vu béide Säite vum DBR ass vill méi héich wéi déi vun der EEL-Léisungsfläch.
D'Längt vum Laserresonator vum VCSEL ass am Allgemengen e puer Mikrometer, wat vill méi kleng ass wéi déi vum Millimeterresonator vum EEL, an de Verstärkungsgrad an enger Richtung, deen duerch d'Oszillatioun vum optesche Feld an der Kavitéit kritt gëtt, ass niddreg. Och wann déi fundamental transversal Modusausgab erreecht ka ginn, kann d'Ausgangsleistung nëmme puer Milliwatt erreechen. De Querschnittsprofil vum VCSEL-Ausgangslaserstrahl ass kreesfërmeg, an den Divergenzwénkel ass vill méi kleng wéi dee vum kantemittéierende Laserstrahl. Fir eng héich Leeschtung vum VCSEL z'erreechen, ass et néideg, d'Liichtregioun ze vergréisseren, fir méi Verstärkung ze bidden, an d'Erhéijung vun der Liichtregioun wäert dozou féieren, datt den Ausgangslaser zu engem Multimodusausgab gëtt. Gläichzäiteg ass et schwéier, eng eenheetlech Strouminjektioun an enger grousser Liichtregioun z'erreechen, an déi ongläichméisseg Strouminjektioun wäert d'Ofwärmeakkumulatioun verschäerfen. Kuerz gesot, de VCSEL kann de kreesfërmegen, symmetresche Punkt am Basismodus duerch e vernünftege Strukturdesign ausginn, awer d'Ausgangsleistung ass niddreg, wann d'Ausgab am Eenzelmodus ass. Dofir ginn dacks verschidde VCselen an den Ausgangsmodus integréiert.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 21. Mee 2024