Elección de la fuente láser ideal: láser semiconductor de emisión de borde, primera parte

Elección del idealfuente láser: láser semiconductor de emisión de borde
1. Introducción
Láser semiconductorLos chips se dividen en chips láser de emisión de borde (EEL) y chips láser de emisión de superficie de cavidad vertical (VCSEL) según los diferentes procesos de fabricación de resonadores, y sus diferencias estructurales específicas se muestran en la Figura 1. En comparación con el láser de emisión de superficie de cavidad vertical, el borde El desarrollo de la tecnología láser semiconductor emisor es más maduro, con un amplio rango de longitud de onda, altaelectroópticoEficiencia de conversión, gran potencia y otras ventajas, muy adecuado para procesamiento láser, comunicación óptica y otros campos. En la actualidad, los láseres semiconductores de emisión de bordes son una parte importante de la industria optoelectrónica y sus aplicaciones han abarcado la industria, las telecomunicaciones, la ciencia, el consumo, el ejército y la aeroespacial. Con el desarrollo y el progreso de la tecnología, la potencia, la confiabilidad y la eficiencia de conversión de energía de los láseres semiconductores de emisión de bordes han mejorado enormemente y sus perspectivas de aplicación son cada vez más amplias.
A continuación, lo guiaré para que aprecie aún más el encanto único de las emisiones laterales.láseres semiconductores.

Figura 1 (izquierda) láser semiconductor emisor lateral y (derecha) diagrama de estructura del láser emisor de superficie de cavidad vertical

2. Principio de funcionamiento del semiconductor de emisión de borde.láser
La estructura del láser semiconductor de emisión de bordes se puede dividir en las siguientes tres partes: región activa del semiconductor, fuente de bombeo y resonador óptico. A diferencia de los resonadores de los láseres de emisión superficial de cavidad vertical (que se componen de espejos de Bragg superior e inferior), los resonadores de los dispositivos láser semiconductores de emisión de bordes se componen principalmente de películas ópticas en ambos lados. La estructura típica del dispositivo EEL y la estructura del resonador se muestran en la Figura 2. El fotón en el dispositivo láser semiconductor de emisión de borde se amplifica mediante la selección de modo en el resonador y el láser se forma en la dirección paralela a la superficie del sustrato. Los dispositivos láser semiconductores de emisión de bordes tienen una amplia gama de longitudes de onda operativas y son adecuados para muchas aplicaciones prácticas, por lo que se convierten en una de las fuentes láser ideales.

Los índices de evaluación del rendimiento de los láseres semiconductores que emiten bordes también son consistentes con otros láseres semiconductores, incluidos: (1) longitud de onda del láser; (2) Corriente umbral Ith, es decir, la corriente a la que el diodo láser comienza a generar oscilación 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 aplica al diseño y modulación del circuito de accionamiento láser; (4) Eficiencia de la pendiente; (5) Ángulo de divergencia vertical θ⊥; (6) Ángulo de divergencia horizontal θ∥; (7) Supervise la Im actual, es decir, el tamaño actual del chip láser semiconductor a la potencia de salida nominal.

3. Progreso de la investigación de láseres semiconductores de emisión de borde basados ​​en GaAs y GaN
El láser semiconductor basado en material semiconductor GaAs es una de las tecnologías de láser semiconductor más maduras. En la actualidad, los láseres semiconductores emisores de borde de banda de infrarrojo cercano (760-1060 nm) basados ​​en GAAS se han utilizado ampliamente comercialmente. Como material semiconductor de tercera generación después del Si y GaAs, el GaN ha sido ampliamente objeto de investigación científica y en la industria debido a sus excelentes propiedades físicas y químicas. Con el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos basados ​​en GAN y los esfuerzos de los investigadores, se han industrializado los diodos emisores de luz y los láseres emisores de bordes basados ​​en GAN.