Босоо хөндий гадаргуу ялгаруулдаг хагас дамжуулагч лазерын (VCSEL) танилцуулга.

Босоо хөндийн гадаргуугийн ялгаралтын тухай танилцуулгахагас дамжуулагч лазер(VCSEL)
1990-ээд оны дундуур босоо гадаад хөндий гадаргуу ялгаруулдаг лазеруудыг уламжлалт хагас дамжуулагч лазерын хөгжилд тулгараад байсан гол бэрхшээлийг даван туулахын тулд бүтээгдсэн: үндсэн хөндлөн горимд өндөр цацрагийн чанар бүхий өндөр чадалтай лазерын гаралтыг хэрхэн яаж гаргах вэ.
Босоо гадна хөндийн гадаргууг ялгаруулдаг лазер (Vecsels) гэж нэрлэдэгхагас дамжуулагч дискний лазер(SDL) нь лазерын гэр бүлийн харьцангуй шинэ гишүүн юм. Энэ нь хагас дамжуулагчийн нэмэгдлийн орчин дахь квант худгийн материалын найрлага, зузааныг өөрчлөх замаар ялгарлын долгионы уртыг төлөвлөх боломжтой бөгөөд хөндийн доторх давтамжийг хоёр дахин нэмэгдүүлэх нь хэт ягаан туяанаас алс хэт улаан туяа хүртэлх өргөн долгионы уртыг хамарч, бага зөрүүтэй өнцгийн дугуй тэгш хэмт лазерыг хадгалахын зэрэгцээ өндөр эрчим хүчний гаралтад хүрэх боломжтой. Лазер резонатор нь олз чипийн доод DBR бүтэц ба гадаад гаралтын холболтын толь зэргээс бүрдэнэ. Энэхүү өвөрмөц гадаад резонаторын бүтэц нь давтамжийг хоёр дахин нэмэгдүүлэх, давтамжийн зөрүү, горимыг түгжих зэрэг үйлдлүүдэд зориулсан хөндийд оптик элементүүдийг оруулах боломжийг олгодог бөгөөд VECSEL-ийг хамгийн тохиромжтой болгодог.лазерын эх үүсвэрбиофотоник, спектроскопи зэрэг хэрэглээнд зориулагдсан.лазер эм, болон лазер проекц.
VC-гадаргууг ялгаруулах хагас дамжуулагч лазерын резонатор нь идэвхтэй бүс байрлах хавтгайд перпендикуляр, гаралтын гэрэл нь идэвхтэй бүсийн хавтгайд перпендикуляр байдаг нь зурагт үзүүлэв.VCSEL нь жижиг хэмжээтэй, өндөр давтамжтай, сайн цацрагийн чанар, том хөндийн гадаргууг гэмтээх босго, харьцангуй энгийн үйлдвэрлэлийн процесс гэх мэт өвөрмөц давуу талуудтай. Энэ нь лазер дэлгэц, оптик харилцаа холбоо, оптик цагны хэрэглээнд маш сайн гүйцэтгэлийг харуулдаг. Гэсэн хэдий ч VCsels нь ваттын түвшнээс дээш өндөр чадлын лазерыг авч чадахгүй тул эрчим хүчний өндөр шаардлага бүхий талбайд ашиглах боломжгүй юм.

VCSEL-ийн лазер резонатор нь идэвхтэй бүсийн дээд ба доод хэсэгт байрлах хагас дамжуулагч материалын олон давхаргат эпитаксиаль бүтцээс бүрдсэн тархсан Браггийн цацруулагчаас (DBR) бүрддэг бөгөөд энэ нь идэвхтэй хэсгийнхээс эрс ялгаатай.лазерEEL дахь хуваагдлын хавтгайгаас бүрдэх резонатор. VCSEL оптик резонаторын чиглэл нь чипийн гадаргуутай перпендикуляр, лазерын гаралт нь чипийн гадаргуутай перпендикуляр, DBR-ийн хоёр талын тусгал нь EEL уусмалын хавтгайгаас хамаагүй өндөр байдаг.
VCSEL-ийн лазер резонаторын урт нь ерөнхийдөө хэдэн микрон бөгөөд энэ нь EEL-ийн миллиметрийн резонаторын уртаас хамаагүй бага бөгөөд хөндий дэх оптик талбайн хэлбэлзлийн нэг талын ашиг багатай байдаг. Хэдийгээр үндсэн хөндлөн горимын гаралтад хүрч болох ч гаралтын хүч нь хэдхэн милливатт хүрч чадна. VCSEL гаралтын лазерын туяаны хөндлөн огтлолын профиль нь дугуй хэлбэртэй бөгөөд ялгарах өнцөг нь ирмэгээс ялгарах лазер туяанаас хамаагүй бага юм. VCSEL-ийн өндөр чадлын гаралтад хүрэхийн тулд илүү их ашиг олохын тулд гэрэлтүүлгийн бүсийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай бөгөөд гэрэлтүүлгийн бүсийн өсөлт нь гаралтын лазерыг олон горимын гаралт болгоход хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ том гэрэлтүүлгийн бүсэд жигд гүйдлийн тарилга хийх нь хэцүү бөгөөд жигд бус гүйдэл нь хаягдал дулааны хуримтлалыг улам хүндрүүлнэ. Товчхондоо, VCSEL нь оновчтой бүтцийн хийцээр дамжуулан үндсэн горимын дугуй тэгш хэмтэй цэгийг гаргаж чаддаг боловч гаралт нь нэг горимтой үед гаралтын чадал бага байдаг. Иймээс VCsel нь олон горимд нэгддэг.