Scelta di a fonte laser ideale: laser semiconductor à emissione di bordu Part One

Scelta di l'idealefonte laser: laser à semiconductor à emissione di bordu
1. Introduzione
Laser à semiconducteurchips sò spartuti in chips laser di punta (EEL) è chips laser di cavità verticali (VCSEL) secondu i diversi prucessi di fabricazione di resonators, è e so differenzi strutturali specifichi sò mostrati in Figura 1. In cunfrontu cù a superficia di cavità verticale chì emettenu laser, edge. emissione di sviluppu di tecnulugia laser semiconductor hè più maturu, cù una larga gamma di lunghezza d'onda, altuelettro-otticaefficienza di cunversione, grande putenza è altri vantaghji, assai adattatu per u processu laser, cumunicazione otticu è altri campi. Attualmente, i laser semiconductor à emissione di punta sò una parte impurtante di l'industria optoelettronica, è e so applicazioni anu coperto l'industria, telecomunicazioni, scienza, cunsumatori, militari è aerospaziale. Cù u sviluppu è u prugressu di a tecnulugia, a putenza, l'affidabilità è l'efficienza di cunversione di l'energia di i laser semiconductor chì emettenu u bordu sò state assai migliurate, è e so prospettive di appiecazione sò sempre più largu.
In seguitu, vi purteraghju à apprezzà più u fascinu unicu di l'emissione lateralelaser semiconductor.

Figura 1 (sinistra) laser semiconduttore emettitore laterale è diagramma di struttura di laser di superficia di cavità verticale (destra)

2. Principiu di travagliu di semiconductor emissioni di puntalaser
A struttura di laser semiconductor di punta pò esse divisa in e trè parti seguenti: regione attiva di semiconductor, fonte di pompa è resonatore otticu. Differenti da i resonators di laser cavità verticali superficia-emitting (chì sò cumposti di specchi Bragg cima è sottu), i resonators in i dispusitivi laser semiconductor bordu-emissione sò principarmenti cumpostu di film otticu nant'à i dui lati. A struttura tipica di u dispositivu EEL è a struttura di resonator sò mostrati in a Figura 2. U fotonu in u dispusitivu laser semiconductor di punta hè amplificatu da a selezzione di modu in u resonatore, è u laser hè furmatu in a direzzione parallela à a superficia di u sustrato. I dispusitivi laser semiconductor à emissione di bordu anu una larga gamma di lunghezze d'onda operative è sò adattati per parechje applicazioni pratiche, cusì diventanu una di e fonti laser ideali.

L'indici di valutazione di u rendiment di i laser di semiconductor di punta sò ancu cunsistenti cù altri laser di semiconductor, cumprese: (1) lunghezza d'onda laser laser; (2) Threshold current Ith, vale à dì u currente à quale u diode laser principia à generà oscillazioni laser; (3) Iop currenti di travagliu, vale à dì, u currenti di guida quandu u diodu laser righjunghji a putenza di output nominali, stu paràmetru hè appiicatu à u disignu è a modulazione di u circuitu di u laser drive; (4) Efficienza di a pendenza; (5) Divergenza verticale Angle θ⊥; (6) Divergenza horizontale Angle θ∥; (7) Monitorate l'Im currente, vale à dì a dimensione attuale di u chip laser semiconductor à a putenza nominale di output.

3. Prugressu di ricerca di GaAs è GaN basatu laser semiconductor di punta
U laser semiconductor basatu in materiale semiconductor GaAs hè una di e tecnulugia laser semiconductor più mature. Attualmente, i laser semiconductori chì emettenu i bordi di a banda infrarossa vicinu à GAAS (760-1060 nm) sò stati largamente utilizati cummerciale. Cum'è a terza generazione di materiale semiconductor dopu à Si è GaAs, GaN hè stata largamente preoccupata in a ricerca scientifica è l'industria per via di e so eccellenti proprietà fisiche è chimiche. Cù u sviluppu di i dispusitivi optoelettronica basata in GAN è i sforzi di i circadori, i diodi emettitori di luce basati in GAN è i laser di punta sò stati industrializzati.