சிறந்த லேசர் மூலத்தின் தேர்வு: விளிம்பு உமிழ்வு குறைக்கடத்தி லேசர் பகுதி ஒன்று

இலட்சியத்தின் தேர்வுலேசர் மூல: விளிம்பு உமிழ்வு குறைக்கடத்தி லேசர்
1. அறிமுகம்
குறைக்கடத்தி லேசர்ரெசனேட்டர்களின் வெவ்வேறு உற்பத்தி செயல்முறைகளின்படி சில்லுகள் விளிம்பு உமிழும் லேசர் சில்லுகள் (EEL) மற்றும் செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு உமிழும் லேசர் சில்லுகள் (VCSEL) என பிரிக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவற்றின் குறிப்பிட்ட கட்டமைப்பு வேறுபாடுகள் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு உமிழும் லேசர், விளிம்புடன் ஒப்பிடும்போது உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர் தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி மிகவும் முதிர்ச்சியடைந்தது, பரந்த அலைநீள வரம்புடன், அதிகமாக உள்ளதுமின் ஒளியியல்மாற்றும் திறன், பெரிய சக்தி மற்றும் பிற நன்மைகள், லேசர் செயலாக்கம், ஒளியியல் தொடர்பு மற்றும் பிற துறைகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது. தற்போது, ​​விளிம்பில்-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்கள் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் துறையில் ஒரு முக்கிய பகுதியாகும், மேலும் அவற்றின் பயன்பாடுகள் தொழில்துறை, தொலைத்தொடர்பு, அறிவியல், நுகர்வோர், இராணுவம் மற்றும் விண்வெளி ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி மற்றும் முன்னேற்றத்துடன், விளிம்பில்-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்களின் சக்தி, நம்பகத்தன்மை மற்றும் ஆற்றல் மாற்றும் திறன் ஆகியவை பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளன, மேலும் அவற்றின் பயன்பாட்டு வாய்ப்புகள் மேலும் மேலும் விரிவானவை.
அடுத்து, பக்க உமிழ்வின் தனித்துவமான அழகை மேலும் பாராட்ட உங்களை வழிநடத்துகிறேன்குறைக்கடத்தி லேசர்கள்.

படம் 1 (இடது) பக்கம் எமிட்டிங் செமிகண்டக்டர் லேசர் மற்றும் (வலது) செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு உமிழும் லேசர் அமைப்பு வரைபடம்

2. விளிம்பு உமிழ்வு குறைக்கடத்தியின் செயல்பாட்டுக் கொள்கைலேசர்
விளிம்பில்-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசரின் கட்டமைப்பை பின்வரும் மூன்று பகுதிகளாகப் பிரிக்கலாம்: குறைக்கடத்தி செயலில் உள்ள பகுதி, பம்ப் மூல மற்றும் ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர். செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் லேசர்களின் ரெசனேட்டர்களிலிருந்து வேறுபட்டது (மேல் மற்றும் கீழ் ப்ராக் கண்ணாடிகளால் ஆனது), விளிம்பில்-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர் சாதனங்களில் உள்ள ரெசனேட்டர்கள் முக்கியமாக இருபுறமும் ஆப்டிகல் பிலிம்களால் ஆனவை. வழக்கமான EEL சாதன அமைப்பு மற்றும் ரெசனேட்டர் அமைப்பு படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. விளிம்பு-உமிழ்வு குறைக்கடத்தி லேசர் சாதனத்தில் உள்ள ஃபோட்டான் ரெசனேட்டரில் பயன்முறைத் தேர்வின் மூலம் பெருக்கப்படுகிறது, மேலும் லேசர் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்புக்கு இணையான திசையில் உருவாகிறது. எட்ஜ்-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர் சாதனங்கள் பரந்த அளவிலான இயக்க அலைநீளங்களைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் பல நடைமுறை பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றவை, எனவே அவை சிறந்த லேசர் மூலங்களில் ஒன்றாக மாறுகின்றன.

விளிம்பில்-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்களின் செயல்திறன் மதிப்பீட்டு குறியீடுகள் மற்ற குறைக்கடத்தி லேசர்களுடன் ஒத்துப்போகின்றன, இதில் அடங்கும்: (1) லேசர் லேசிங் அலைநீளம்; (2) த்ரெஷோல்ட் மின்னோட்டம் Ith, அதாவது, லேசர் டையோடு லேசர் அலைவுகளை உருவாக்கத் தொடங்கும் மின்னோட்டம்; (3) வேலை செய்யும் மின்னோட்டம் Iop, அதாவது, லேசர் டையோடு மதிப்பிடப்பட்ட வெளியீட்டு சக்தியை அடையும் போது இயக்கும் மின்னோட்டம், இந்த அளவுரு லேசர் டிரைவ் சர்க்யூட்டின் வடிவமைப்பு மற்றும் பண்பேற்றத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது; (4) சாய்வு திறன்; (5) செங்குத்து வேறுபாடு கோணம் θ⊥; (6) கிடைமட்ட வேறுபாடு கோணம் θ∥; (7) தற்போதைய Im ஐக் கண்காணிக்கவும், அதாவது, மதிப்பிடப்பட்ட வெளியீட்டு சக்தியில் குறைக்கடத்தி லேசர் சிப்பின் தற்போதைய அளவு.

3. GaAs மற்றும் GaN அடிப்படையிலான விளிம்பு உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்களின் ஆராய்ச்சி முன்னேற்றம்
GaAs குறைக்கடத்தி பொருள் அடிப்படையிலான குறைக்கடத்தி லேசர் மிகவும் முதிர்ந்த குறைக்கடத்தி லேசர் தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகும். தற்போது, ​​GAAS-அடிப்படையிலான அகச்சிவப்பு பட்டை (760-1060 nm) விளிம்பில்-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்கள் வணிக ரீதியாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. Si மற்றும் GaA களுக்குப் பிறகு மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்தி பொருளாக, GaN அதன் சிறந்த இயற்பியல் மற்றும் இரசாயன பண்புகள் காரணமாக அறிவியல் ஆராய்ச்சி மற்றும் தொழில்துறையில் பரவலாக அக்கறை கொண்டுள்ளது. GAN-அடிப்படையிலான ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் ஆராய்ச்சியாளர்களின் முயற்சியால், GAN-அடிப்படையிலான ஒளி-உமிழும் டையோட்கள் மற்றும் விளிம்பில்-உமிழும் லேசர்கள் தொழில்மயமாக்கப்பட்டுள்ளன.