Хамгийн тохиромжтой лазерын эх үүсвэрийн сонголт: захын ялгаралтын хагас дамжуулагч лазер Нэгдүгээр хэсэг

Төгс төгөлдөр сонголтлазерын эх үүсвэр: захын ялгаралтын хагас дамжуулагч лазер
1. Оршил
Хагас дамжуулагч лазерРезонаторын үйлдвэрлэлийн өөр өөр процессын дагуу чипийг ирмэг ялгаруулах лазер чип (EEL) болон босоо хөндий гадаргуугийн ялгаруулах лазер чип (VCSEL) гэж хуваадаг бөгөөд тэдгээрийн бүтцийн өвөрмөц ялгааг Зураг 1-т үзүүлэв. Босоо хөндий гадаргуугийн ялгаруулах лазертай харьцуулахад ирмэг ялгаруулах хагас дамжуулагч лазерын технологийн хөгжил нь илүү боловсронгуй, өргөн долгионы урттай, өндөрэлектро-оптикхувиргалтын үр ашиг, өндөр хүчин чадал болон бусад давуу талууд нь лазер боловсруулалт, оптик холбоо болон бусад салбарт маш тохиромжтой. Одоогийн байдлаар ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерууд нь оптоэлектроникийн салбарын чухал хэсэг бөгөөд тэдгээрийн хэрэглээ нь аж үйлдвэр, харилцаа холбоо, шинжлэх ухаан, хэрэглэгч, цэрэг, сансар судлалын салбарыг хамарсан. Технологийн хөгжил дэвшлийн хамт ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазеруудын хүч чадал, найдвартай байдал, эрчим хүчний хувиргалтын үр ашиг эрс сайжирч, тэдгээрийн хэрэглээний хэтийн төлөв улам бүр өргөжиж байна.
Дараа нь би та бүхнийг хажуугийн цацрагийн өвөрмөц сэтгэл татам байдлыг улам бүр үнэлэхэд чиглүүлэх болнохагас дамжуулагч лазерууд.

Зураг 1 (зүүн) талын ялгаруулах хагас дамжуулагч лазер ба (баруун) босоо хөндийн гадаргуугийн ялгаруулах лазерын бүтцийн диаграмм

2. Ирмэгийн ялгаралтын хагас дамжуулагчийн ажиллах зарчимлазер
Ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын бүтцийг дараах гурван хэсэгт хувааж болно: хагас дамжуулагч идэвхтэй бүс, шахуургын эх үүсвэр болон оптик резонатор. Босоо хөндий гадаргуу ялгаруулдаг лазерын резонаторуудаас (дээд ба доод Брэгг тольноос бүрддэг) ялгаатай нь ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын төхөөрөмжийн резонаторууд нь голчлон хоёр талдаа оптик хальснаас бүрддэг. Ердийн EEL төхөөрөмжийн бүтэц болон резонаторын бүтцийг Зураг 2-т үзүүлэв. Ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын төхөөрөмжийн фотон нь резонатор дахь горимын сонголтоор олшрох бөгөөд лазер нь суурь гадаргуутай параллель чиглэлд үүсдэг. Ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын төхөөрөмжүүд нь өргөн хүрээний ажиллах долгионы урттай бөгөөд олон практик хэрэглээнд тохиромжтой тул тэдгээр нь хамгийн тохиромжтой лазерын эх үүсвэрүүдийн нэг болдог.

Ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын гүйцэтгэлийн үнэлгээний индексүүд нь бусад хагас дамжуулагч лазеруудтай мөн нийцдэг бөгөөд үүнд: (1) лазерын лазерын долгионы урт; (2) Босго гүйдэл Ith, өөрөөр хэлбэл лазер диод лазерын хэлбэлзэл үүсгэж эхлэх гүйдэл; (3) Ажлын гүйдэл Iop, өөрөөр хэлбэл лазер диод нэрлэсэн гаралтын чадалд хүрэх үеийн хөдөлгөх гүйдэл бөгөөд энэ параметрийг лазерын хөтлөх хэлхээний зураг төсөл, модуляцид хэрэглэнэ; (4) Налуугийн үр ашиг; (5) Босоо дивергенцийн өнцөг θ⊥; (6) Хэвтээ дивергенцийн өнцөг θ∥; (7) гүйдлийн Im буюу нэрлэсэн гаралтын чадал дээрх хагас дамжуулагч лазерын чипийн гүйдлийн хэмжээг хянах.

3. GaAs болон GaN дээр суурилсан ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын судалгааны явц
GaAs хагас дамжуулагч материал дээр суурилсан хагас дамжуулагч лазер нь хамгийн боловсронгуй хагас дамжуулагч лазерын технологийн нэг юм. Одоогийн байдлаар GAAS дээр суурилсан ойрын хэт улаан туяаны зурвасын (760-1060 нм) ирмэг ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазеруудыг арилжааны зорилгоор өргөн ашиглаж байна. Si болон GaAs-ийн дараа гурав дахь үеийн хагас дамжуулагч материал болох GaN нь маш сайн физик, химийн шинж чанартай тул шинжлэх ухааны судалгаа, үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгдэж байна. GAN дээр суурилсан оптоэлектроник төхөөрөмжүүдийн хөгжил, судлаачдын хүчин чармайлтын ачаар GAN дээр суурилсан гэрэл ялгаруулдаг диод болон ирмэг ялгаруулдаг лазеруудыг аж үйлдвэржүүлсэн.