Elección de la fuente láser ideal: láser semiconductor de emisión lateral. Parte uno.

Elección idealfuente láser: láser semiconductor de emisión de borde
1. Introducción
Láser semiconductorLos chips se dividen en chips láser de emisión lateral (EEL) y chips láser de emisión superficial de cavidad vertical (VCSEL) según los diferentes procesos de fabricación de los resonadores, y sus diferencias estructurales específicas se muestran en la Figura 1. En comparación con el láser VCSEL, la tecnología de láseres semiconductores de emisión lateral está más desarrollada, con un amplio rango de longitudes de onda y alta eficiencia.electroópticoSu alta eficiencia de conversión, gran potencia y otras ventajas los hacen idóneos para el procesamiento láser, las comunicaciones ópticas y otros campos. Actualmente, los láseres semiconductores de emisión lateral constituyen una parte importante de la industria optoelectrónica, con aplicaciones en la industria, las telecomunicaciones, la ciencia, el sector de consumo, el ámbito militar y el aeroespacial. Gracias al desarrollo y progreso tecnológico, la potencia, la fiabilidad y la eficiencia de conversión energética de estos láseres han mejorado notablemente, ampliando así sus perspectivas de aplicación.
A continuación, les guiaré para que aprecien aún más el encanto único de la emisión lateral.láseres semiconductores.

Figura 1. Diagrama de estructura de un láser semiconductor de emisión lateral (izquierda) y de un láser de emisión superficial de cavidad vertical (derecha).

2. Principio de funcionamiento de un semiconductor de emisión de bordeláser
La estructura de un láser semiconductor de emisión lateral se divide en tres partes: región activa semiconductora, fuente de bombeo y resonador óptico. A diferencia de los resonadores de los láseres VCSEL (compuestos por espejos de Bragg superior e inferior), los resonadores de los láseres semiconductores de emisión lateral se componen principalmente de películas ópticas en ambos lados. La estructura típica del dispositivo EEL y del resonador se muestran en la Figura 2. El fotón en el láser semiconductor de emisión lateral se amplifica mediante la selección de modo en el resonador, y el láser se genera en dirección paralela a la superficie del sustrato. Los láseres semiconductores de emisión lateral presentan un amplio rango de longitudes de onda de operación y son adecuados para numerosas aplicaciones prácticas, por lo que se han convertido en una de las fuentes láser ideales.

Los índices de evaluación del rendimiento de los láseres semiconductores de emisión lateral son similares a los de otros láseres semiconductores, e incluyen: (1) longitud de onda de emisión láser; (2) corriente umbral Ith, es decir, la corriente a la que el diodo láser comienza a generar oscilaciones láser; (3) corriente de trabajo Iop, es decir, la corriente de accionamiento cuando el diodo láser alcanza la potencia de salida nominal; este parámetro se utiliza en el diseño y la modulación del circuito de accionamiento del láser; (4) eficiencia de pendiente; (5) ángulo de divergencia vertical θ⊥; (6) ángulo de divergencia horizontal θ∥; (7) corriente de monitorización Im, es decir, la magnitud de la corriente del chip láser semiconductor a la potencia de salida nominal.

3. Avances en la investigación de láseres semiconductores de emisión lateral basados ​​en GaAs y GaN
El láser semiconductor basado en GaAs es una de las tecnologías de láser semiconductor más maduras. Actualmente, los láseres semiconductores de emisión lateral en la banda del infrarrojo cercano (760-1060 nm) basados ​​en GaAs se utilizan ampliamente en el mercado. Como material semiconductor de tercera generación después del Si y el GaAs, el GaN ha despertado gran interés en la investigación científica y la industria debido a sus excelentes propiedades físicas y químicas. Gracias al desarrollo de dispositivos optoelectrónicos basados ​​en GaN y al esfuerzo de los investigadores, los diodos emisores de luz y los láseres de emisión lateral basados ​​en GaN se han industrializado.