சிறந்த லேசர் மூலத்தைத் தேர்ந்தெடுத்தல்: விளிம்பு உமிழ்வு குறைக்கடத்தி லேசர் பகுதி ஒன்று

சிறந்த தேர்வுலேசர் மூலம்: 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) எனப் பிரிக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவற்றின் குறிப்பிட்ட கட்டமைப்பு வேறுபாடுகள் படம் 1-இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு உமிழும் லேசருடன் ஒப்பிடுகையில், விளிம்பு உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர் தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி மிகவும் முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது, இது பரந்த அலைநீள வரம்பு, உயர்...மின்-ஒளியியல்ஆற்றல் மாற்றத் திறன், அதிக சக்தி மற்றும் பிற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளதால், இவை லேசர் செயலாக்கம், ஒளியியல் தொடர்பு மற்றும் பிற துறைகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை. தற்போது, ​​விளிம்பில் இருந்து ஆற்றலை உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்கள் ஒளியியல் மின்னணுவியல் துறையின் ஒரு முக்கிய அங்கமாக உள்ளன. மேலும் அவற்றின் பயன்பாடுகள் தொழில், தொலைத்தொடர்பு, அறிவியல், நுகர்வோர், இராணுவம் மற்றும் விண்வெளித் துறைகளை உள்ளடக்கியுள்ளன. தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி மற்றும் முன்னேற்றத்துடன், விளிம்பில் இருந்து ஆற்றலை உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்களின் சக்தி, நம்பகத்தன்மை மற்றும் ஆற்றல் மாற்றத் திறன் ஆகியவை பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளன. மேலும் அவற்றின் பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளும் மேலும் மேலும் விரிவடைந்து வருகின்றன.
அடுத்து, பக்கவாட்டு உமிழ்வின் தனித்துவமான அழகை மேலும் ரசிக்க நான் உங்களுக்கு வழிகாட்டுவேன்.குறைக்கடத்தி லேசர்கள்.

படம் 1 (இடது) பக்கவாட்டில் ஒளியை உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர் மற்றும் (வலது) செங்குத்து குழி மேற்பரப்பில் ஒளியை உமிழும் லேசர் கட்டமைப்பு வரைபடம்

2. விளிம்பு உமிழ்வு குறைக்கடத்தியின் செயல்படும் கொள்கைலேசர்
விளிம்பு-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசரின் கட்டமைப்பை பின்வரும் மூன்று பகுதிகளாகப் பிரிக்கலாம்: குறைக்கடத்தி செயல்படும் பகுதி, பம்ப் மூலம் மற்றும் ஒளியியல் அதிர்வுறுப்பான். செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் லேசர்களின் அதிர்வுறுப்பான்களிலிருந்து (இவை மேல் மற்றும் கீழ் பிராக் கண்ணாடிகளால் ஆனவை) வேறுபட்டு, விளிம்பு-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர் சாதனங்களில் உள்ள அதிர்வுறுப்பான்கள் முக்கியமாக இருபுறமும் ஒளியியல் படலங்களால் ஆனவை. வழக்கமான EEL சாதனக் கட்டமைப்பு மற்றும் அதிர்வுறுப்பான் கட்டமைப்பு ஆகியவை படம் 2-இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. விளிம்பு-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர் சாதனத்தில் உள்ள ஃபோட்டான், அதிர்வுறுப்பானில் பயன்முறைத் தேர்வு மூலம் பெருக்கப்பட்டு, அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பிற்கு இணையான திசையில் லேசர் உருவாகிறது. விளிம்பு-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர் சாதனங்கள் பரந்த அளவிலான இயக்க அலைநீளங்களைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் பல நடைமுறைப் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றவை, எனவே அவை சிறந்த லேசர் மூலங்களில் ஒன்றாகின்றன.

விளிம்பில் இருந்து ஒளியை உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்களின் செயல்திறன் மதிப்பீட்டுக் குறியீடுகள், மற்ற குறைக்கடத்தி லேசர்களுடன் ஒத்துப்போகின்றன, அவற்றுள் அடங்குபவை: (1) லேசர் லேசிங் அலைநீளம்; (2) தொடக்க மின்னோட்டம் Ith, அதாவது, லேசர் டையோடு லேசர் அலைவை உருவாக்கத் தொடங்கும் மின்னோட்டம்; (3) செயல்படும் மின்னோட்டம் Iop, அதாவது, லேசர் டையோடு மதிப்பிடப்பட்ட வெளியீட்டுத் திறனை அடையும்போது உள்ள இயக்கும் மின்னோட்டம், இந்த அளவுரு லேசர் இயக்கிச் சுற்றின் வடிவமைப்பு மற்றும் பண்பேற்றத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது; (4) சாய்வுத் திறன்; (5) செங்குத்து விலகல் கோணம் θ⊥; (6) கிடைமட்ட விலகல் கோணம் θ∥; (7) கண்காணிப்பு மின்னோட்டம் Im, அதாவது, மதிப்பிடப்பட்ட வெளியீட்டுத் திறனில் குறைக்கடத்தி லேசர் சிப்பின் மின்னோட்ட அளவு.

3. GaAs மற்றும் GaN அடிப்படையிலான விளிம்பு உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்களின் ஆராய்ச்சி முன்னேற்றம்
GaAs குறைக்கடத்திப் பொருளை அடிப்படையாகக் கொண்ட குறைக்கடத்தி லேசர், மிகவும் முதிர்ச்சியடைந்த குறைக்கடத்தி லேசர் தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகும். தற்போது, ​​GAAS-ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட அண்மை அகச்சிவப்புப் பட்டை (760-1060 nm) விளிம்பு-உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர்கள் வணிகரீதியாகப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன. Si மற்றும் GaAs-க்கு அடுத்த மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திப் பொருளாக, GaN அதன் சிறந்த இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளின் காரணமாக அறிவியல் ஆராய்ச்சி மற்றும் தொழில்துறையில் பரவலான கவனத்தைப் பெற்றுள்ளது. GAN-ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒளியியல் மின்னணு சாதனங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் ஆராய்ச்சியாளர்களின் முயற்சிகளால், GAN-ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒளி-உமிழும் டையோடுகள் மற்றும் விளிம்பு-உமிழும் லேசர்கள் தொழில்மயமாக்கப்பட்டுள்ளன.