Elección de la fuente láser ideal: láser semiconductor de emisión lateral. Primera parte.

Elección de lo 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 resonadores, y sus diferencias estructurales específicas se muestran en la Figura 1. En comparación con el láser de emisión superficial de cavidad vertical, el desarrollo de la tecnología láser semiconductor de emisión lateral está más maduro, con un amplio rango de longitud de onda y altaelectroópticoLa eficiencia de conversión, la alta potencia y otras ventajas hacen que los láseres semiconductores de emisión lateral sean muy adecuados para el procesamiento láser, la comunicación óptica y otros campos. Actualmente, estos láseres constituyen una parte importante de la industria optoelectrónica, y sus aplicaciones abarcan la industria, las telecomunicaciones, la ciencia, el consumo, el sector militar y el aeroespacial. Gracias al desarrollo y el progreso tecnológico, la potencia, la fiabilidad y la eficiencia de conversión de energía de los láseres semiconductores de emisión lateral han mejorado notablemente, y sus perspectivas de aplicación son cada vez más amplias.
A continuación, les guiaré para que aprecien aún más el encanto único de la emisión lateral.láseres semiconductores.

Figura 1 (izquierda) Diagrama de la estructura del láser semiconductor de emisión lateral y (derecha) diagrama de la estructura del láser de emisión superficial de cavidad vertical

2. Principio de funcionamiento del 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 de emisión superficial de cavidad vertical (compuestos por espejos de Bragg superior e inferior), los resonadores de los láseres semiconductores de emisión lateral están formados principalmente por películas ópticas en ambos lados. La estructura típica del dispositivo y del resonador del EEL se muestra en la Figura 2. En el láser semiconductor de emisión lateral, el fotón se amplifica mediante la selección de modo en el resonador, y el láser se genera en la dirección paralela a la superficie del sustrato. Los láseres semiconductores de emisión lateral ofrecen un amplio rango de longitudes de onda de funcionamiento y son adecuados para numerosas aplicaciones prácticas, lo que los convierte en una fuente láser ideal.

Los índices de evaluación del rendimiento de los láseres semiconductores de emisión lateral también son consistentes con otros láseres semiconductores, incluyendo: (1) longitud de onda de emisión láser; (2) corriente umbral Ith, es decir, la corriente en la que el diodo láser comienza a generar oscilación láser; (3) corriente de trabajo Iop, es decir, la corriente de conducción cuando el diodo láser alcanza la potencia de salida nominal, este parámetro se aplica al diseño y modulación del circuito de conducción láser; (4) eficiencia de pendiente; (5) ángulo de divergencia vertical θ⊥; (6) ángulo de divergencia horizontal θ∥; (7) corriente de monitorización Im, es decir, el tamaño 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 consolidadas. Actualmente, los láseres semiconductores de emisión lateral basados ​​en GaAs, que operan en la banda del infrarrojo cercano (760-1060 nm), se utilizan ampliamente a nivel comercial. 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 trabajo de los investigadores, se han industrializado diodos emisores de luz y láseres de emisión lateral basados ​​en GaN.