செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசர் (VCSEL) அறிமுகம்

செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு உமிழும் அறிமுகம்குறைக்கடத்தி லேசர்(VCSEL)
பாரம்பரிய செமிகண்டக்டர் லேசர்களின் வளர்ச்சியை பாதித்த ஒரு முக்கிய சிக்கலை சமாளிக்க 1990 களின் நடுப்பகுதியில் செங்குத்து வெளிப்புற குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் லேசர்கள் உருவாக்கப்பட்டன: அடிப்படை குறுக்கு முறையில் உயர் பீம் தரத்துடன் உயர்-சக்தி லேசர் வெளியீடுகளை எவ்வாறு உருவாக்குவது.
செங்குத்து வெளிப்புற குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் லேசர்கள் (Vecsels), என்றும் அழைக்கப்படும்குறைக்கடத்தி வட்டு லேசர்கள்(SDL), லேசர் குடும்பத்தின் ஒப்பீட்டளவில் புதிய உறுப்பினர். செமிகண்டக்டர் ஆதாய ஊடகத்தில் குவாண்டத்தின் பொருள் கலவை மற்றும் தடிமன் ஆகியவற்றை மாற்றுவதன் மூலம் இது உமிழ்வு அலைநீளத்தை வடிவமைக்க முடியும், மேலும் உள்குழி அதிர்வெண் இரட்டிப்பாக்கத்துடன் இணைந்து புற ஊதா முதல் அகச்சிவப்பு வரையிலான பரந்த அலைநீள வரம்பை உள்ளடக்கி, குறைந்த வேறுபாட்டைப் பராமரிக்கும் போது அதிக மின் உற்பத்தியை அடைய முடியும். கோண வட்ட சமச்சீர் லேசர் கற்றை. லேசர் ரெசனேட்டர் ஆதாய சிப்பின் கீழ் DBR அமைப்பு மற்றும் வெளிப்புற வெளியீட்டு இணைப்பு கண்ணாடியால் ஆனது. இந்த தனித்துவமான வெளிப்புற ரெசனேட்டர் அமைப்பு, அதிர்வெண் இரட்டிப்பு, அதிர்வெண் வேறுபாடு மற்றும் பயன்முறை-பூட்டுதல் போன்ற செயல்பாடுகளுக்கு குழிக்குள் ஆப்டிகல் கூறுகளை செருக அனுமதிக்கிறது, இது VECSEL ஐ சிறந்ததாக மாற்றுகிறது.லேசர் மூலபயோபோடோனிக்ஸ், ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி, வரையிலான பயன்பாடுகளுக்குலேசர் மருந்து, மற்றும் லேசர் ப்ரொஜெக்ஷன்.
VC-மேற்பரப்பு உமிழும் குறைக்கடத்தி லேசரின் ரெசனேட்டர் செயலில் உள்ள பகுதி அமைந்துள்ள விமானத்திற்கு செங்குத்தாக உள்ளது, மேலும் அதன் வெளியீட்டு ஒளி படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி செயலில் உள்ள பகுதியின் விமானத்திற்கு செங்குத்தாக உள்ளது. VCSEL சிறியது போன்ற தனித்துவமான நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. அளவு, அதிக அதிர்வெண், நல்ல கற்றை தரம், பெரிய குழி மேற்பரப்பு சேதம் வாசல், மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் எளிமையான உற்பத்தி செயல்முறை. இது லேசர் டிஸ்ப்ளே, ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் மற்றும் ஆப்டிகல் கடிகாரத்தின் பயன்பாடுகளில் சிறந்த செயல்திறனைக் காட்டுகிறது. எவ்வாறாயினும், VCsels வாட் நிலைக்கு மேல் உயர்-பவர் லேசர்களைப் பெற முடியாது, எனவே அதிக சக்தி தேவைகள் உள்ள துறைகளில் அவற்றைப் பயன்படுத்த முடியாது.

VCSEL இன் லேசர் ரெசனேட்டர், செயலில் உள்ள பகுதியின் மேல் மற்றும் கீழ் இரு பக்கங்களிலும் குறைக்கடத்திப் பொருளின் பல அடுக்கு எபிடாக்சியல் கட்டமைப்பால் ஆன விநியோகிக்கப்பட்ட ப்ராக் பிரதிபலிப்பாளரால் (DBR) ஆனது, இது மிகவும் வேறுபட்டது.லேசர்EEL இல் பிளவு விமானத்தால் ஆன ரெசனேட்டர். VCSEL ஆப்டிகல் ரெசனேட்டரின் திசையானது சிப் மேற்பரப்பிற்கு செங்குத்தாக உள்ளது, லேசர் வெளியீடு சிப் மேற்பரப்பிற்கு செங்குத்தாக உள்ளது, மேலும் DBR இன் இரு பக்கங்களின் பிரதிபலிப்பு EEL தீர்வு விமானத்தை விட அதிகமாக உள்ளது.
VCSEL இன் லேசர் ரெசனேட்டரின் நீளம் பொதுவாக சில மைக்ரான்கள் ஆகும், இது EEL இன் மில்லிமீட்டர் ரெசனேட்டரை விட மிகவும் சிறியது, மேலும் குழியில் உள்ள ஒளியியல் புல அலைவு மூலம் பெறப்பட்ட ஒரு வழி ஆதாயம் குறைவாக உள்ளது. அடிப்படை குறுக்கு முறை வெளியீட்டை அடைய முடியும் என்றாலும், வெளியீட்டு சக்தி பல மில்லிவாட்களை மட்டுமே அடைய முடியும். VCSEL வெளியீட்டு லேசர் கற்றையின் குறுக்குவெட்டு சுயவிவரம் வட்டமானது, மேலும் விளிம்பு-உமிழும் லேசர் கற்றை விட மாறுபட்ட கோணம் மிகவும் சிறியது. VCSEL இன் உயர் ஆற்றல் வெளியீட்டை அடைய, அதிக லாபத்தை வழங்க ஒளிரும் பகுதியை அதிகரிக்க வேண்டியது அவசியம், மேலும் ஒளிரும் பகுதியின் அதிகரிப்பு வெளியீடு லேசரை பல முறை வெளியீட்டாக மாற்றும். அதே நேரத்தில், ஒரு பெரிய ஒளிரும் பகுதியில் சீரான மின்னோட்ட உட்செலுத்தலை அடைவது கடினம், மேலும் சீரற்ற மின்னோட்ட உட்செலுத்துதல் கழிவு வெப்பக் குவிப்பை மோசமாக்கும். சுருக்கமாக, VCSEL நியாயமான கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு மூலம் அடிப்படை முறை வட்ட சமச்சீர் இடத்தை வெளியிட முடியும், ஆனால் வெளியீடு ஒற்றை பயன்முறையில் இருக்கும்போது வெளியீட்டு சக்தி குறைவாக இருக்கும்.எனவே, பல VCsகள் பெரும்பாலும் வெளியீட்டு பயன்முறையில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன.