Иделийн сонголтлазерын эх үүсвэр: захын ялгаралтын хагас дамжуулагч лазер
1. Танилцуулга
Хагас дамжуулагч лазеррезонаторын янз бүрийн үйлдвэрлэлийн процессын дагуу чипсийг ирмэг ялгаруулдаг лазер чипс (EEL) болон босоо хөндий гадаргуу ялгаруулдаг лазер чипс (VCSEL) гэж хуваадаг бөгөөд тэдгээрийн бүтцийн онцлог ялгааг Зураг 1-д үзүүлэв. Босоо хөндий гадаргуутай харьцуулахад лазер ялгаруулдаг ирмэг ялгаруулагч хагас дамжуулагч лазерын технологийн хөгжил нь илүү боловсронгуй, өргөн долгионы хүрээтэй, өндөрцахилгаан оптикхувиргах үр ашиг, том хүч болон бусад давуу талууд, лазер боловсруулалт, оптик харилцаа холбоо болон бусад салбарт маш тохиромжтой. Одоогийн байдлаар ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерууд нь оптоэлектроникийн үйлдвэрлэлийн чухал хэсэг бөгөөд тэдгээрийн хэрэглээ нь аж үйлдвэр, харилцаа холбоо, шинжлэх ухаан, хэрэглээ, цэрэг арми, сансар огторгуйн салбарт ашиглагддаг. Технологийн хөгжил, дэвшлийг дагаад ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын хүч, найдвартай байдал, эрчим хүч хувиргах үр ашиг эрс сайжирч, тэдгээрийн хэрэглээний хэтийн төлөв улам бүр өргөн хүрээтэй болж байна.
Дараа нь би таныг хажуугийн ялгаралтын өвөрмөц сэтгэл татам байдлыг илүү үнэлэхэд хүргэх болнохагас дамжуулагч лазер.
Зураг 1 (зүүн) тал дахь хагас дамжуулагч лазер ба (баруун) босоо хөндийн гадаргуу ялгаруулдаг лазерын бүтцийн диаграмм
2. Ирмэгийн ялгаруулалтын хагас дамжуулагчийн ажиллах зарчимлазер
Ирмэг ялгаруулагч хагас дамжуулагч лазерын бүтцийг дараах гурван хэсэгт хувааж болно: хагас дамжуулагч идэвхтэй бүс, насосны эх үүсвэр, оптик резонатор. Босоо хөндийн гадаргуу ялгаруулдаг лазерын резонаторуудаас (дээд ба доод Браггийн тольуудаас бүрддэг) ялгаатай нь ирмэгийг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазер төхөөрөмжүүдийн резонаторууд нь голчлон хоёр талдаа оптик хальснаас бүрддэг. Ердийн EEL төхөөрөмжийн бүтэц, резонаторын бүтцийг Зураг 2-т үзүүлэв. Ирмэгийн цацрагийн хагас дамжуулагч лазер төхөөрөмж дэх фотоныг резонатор дахь горимын сонголтоор өсгөж, лазер нь субстратын гадаргуутай параллель чиглэлд үүсдэг. Ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазер төхөөрөмжүүд нь өргөн хүрээний долгионы урттай бөгөөд олон практик хэрэглээнд тохиромжтой байдаг тул лазерын хамгийн тохиромжтой эх үүсвэрүүдийн нэг болдог.
Ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын гүйцэтгэлийн үнэлгээний индексүүд нь бусад хагас дамжуулагч лазеруудтай тохирч байна, үүнд: (1) лазерын долгионы урт; (2) Босго гүйдэл Ith, өөрөөр хэлбэл лазерын диод лазерын хэлбэлзлийг үүсгэж эхлэх гүйдэл; (3) Ажлын гүйдэл IOP, өөрөөр хэлбэл лазер диод нь нэрлэсэн гаралтын чадалд хүрэх үед жолоодох гүйдэл, энэ параметрийг лазер хөтөчийн хэлхээний дизайн, модуляцид хэрэглэнэ; (4) Налуугийн үр ашиг; (5) Босоо салаа өнцөг θ⊥; (6) Хэвтээ ялгарах өнцөг θ∥; (7) Одоогийн Im-ийг, өөрөөр хэлбэл нэрлэсэн гаралтын хүчин чадал дээр хагас дамжуулагч лазер чипийн одоогийн хэмжээг хянах.
3. GaAs ба GaN дээр суурилсан ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын судалгааны явц
GaAs хагас дамжуулагч материал дээр суурилсан хагас дамжуулагч лазер нь хамгийн боловсронгуй хагас дамжуулагч лазер технологийн нэг юм. Одоогийн байдлаар GAAS-д суурилсан ойрын хэт улаан туяаны зурваст (760-1060 нм) ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерыг арилжааны зориулалтаар өргөн ашиглаж байна. Si, GaAs-ийн дараа гурав дахь үеийн хагас дамжуулагч материал болох GaN нь физик, химийн шинж чанараараа маш сайн байдаг тул шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. GAN дээр суурилсан оптоэлектроник төхөөрөмжүүдийг хөгжүүлж, судлаачдын хүчин чармайлтаар GAN дээр суурилсан гэрэл ялгаруулах диод болон ирмэгийг ялгаруулах лазерыг үйлдвэржүүлэв.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 1-р сарын 16-ны хооронд