Dizayn mülahizələriyüksək güclü yarımkeçirici lazer
Bu məqalədə yüksək güclü yarımkeçiricilərin əsas dizayn mülahizələri və tətbiq üsulları sistematik şəkildə ətraflı izah ediləcəkdir.lazer"İşıqlı həcmi genişləndirməklə güc limitinin artırılması, enerji çevrilməsi və yayılma yollarının optimallaşdırılması ilə yanaşı, fəlakətli optik zədələnmənin (COD) qarşısının alınması" ümumi ideyasına əsaslanaraq, 9 əsas aspektdən dərin təhlil aparılmışdır:
1. Geniş emissiya sahəsi: Geniş sahə strukturunu qəbul etməklə (məsələn, emissiya sahəsinin enini W-ni bir neçə mikrometrdən 50-200 mikrometrə qədər artırmaq kimi) maksimum çıxış gücü birbaşa xətti olaraq artırıla bilər ki, bu da tək boru çıxışını vatt səviyyəsində və ya hətta onlarla vatt səviyyəsində əldə etməyin əsas metodudur, lakin şüa keyfiyyətindən imtina edir.
2. Uzun boşluq: Boşluğun uzunluğunu artırmaq elektrik isitmə performansını yaxşılaşdırmaq və səmərəli və yüksək güclü işləməyə nail olmaq üçün açardır. Onun əsasını cihazın istilik müqavimətini və müqavimətini effektiv şəkildə azaltmaq, bununla da aktiv bölgə qovşağının temperatur artımını yatırmaq, güc doyma effektlərini azaltmaq və çıxış gücünü və səmərəliliyini artırmaq təşkil edir.
3. Dalğa bələdçilərinin və asimmetrik optik boşluqların genişləndirilməsi: Optik sahə paylanmasını genişləndirməklə (məsələn, asimmetrik optik boşluq strukturlarından istifadə etməklə) optik sahə ilə yüksək udma itkisi sahələri arasındakı üst-üstə düşmə azaldıla bilər, daxili itkiləri əhəmiyyətli dərəcədə azalda, kvant səmərəliliyini artıra və istilik yaranmasını azalda bilər. Eyni zamanda, şaquli istiqamətdə şüa keyfiyyəti də yaxşılaşdırıla bilər.
4. Doldurma əmsalı: Çubuq cihazlarında doldurma əmsalı (işıq saçan qurğunun ümumi eninin çubuğun ümumi eninə nisbəti) çıxış gücü sıxlığı və istilik idarəetmə çətinliyini balanslaşdırmaq üçün əsas parametrdir. Yüksək doldurma əmsalı yüksək güc sıxlığı gətirir, lakin son dərəcə yüksək istilik yayılmasını tələb edir, aşağı doldurma əmsalı isə istilik idarəetməsinə daha çox kömək edir və etibarlılığı artırır.
6. Uc səthinin qorunması texnologiyası: Uc səthinin fəlakətli optik güzgü zədələnməsi (COMD) həddini yaxşılaşdırmaq, elektrik darboğazını aşmağın açarıdır. Məqalədə üç əsas texnologiya ətraflı şəkildə izah olunur:
6.1 Boşluq səthinin passivləşdirilməsi və örtülməsi: Passivləşdirmə təbəqələrinin yerləşdirilməsi və yüksək əks etdirmə/əks etdirmə əleyhinə təbəqələrin örtülməsi ilə boşluq səthindəki qüsurlar passivləşdirilir, şüalanmayan rekombinasiya yatırılır və COMD həddi əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılır.
6.2 Udmayan pəncərə texnologiyası: İşığın udulmasını azaltmaq və COMD-nin qarşısını almaq üçün son səthdə şəffaf pəncərə sahəsi yaratmaq üçün kvant quyusunun hibridləşdirilməsi və digər üsullardan istifadə.
6.3 Boşluq səthində inyeksiya olunmayan zona texnologiyası: Boşluq səthində daşıyıcı konsentrasiyasını və radiasiya olunmayan rekombinasiyanı azaltmaq üçün boşluq səthinə yaxın bir cərəyan inyeksiya olunmayan zona tətbiq edin.
7. Yüksək parlaqlıq dizaynı: Geniş sahəli lazerdə zəif şüa keyfiyyəti problemini həll etmək üçün yüksək parlaqlıq çıxışı əldə etmək üçün iki üsul təqdim olunur:
7.1. Konus quruluşu: Ön ucundakı dar dalğaötürücü “toxum sahəsi” və arxa ucundakı “konus gücləndirmə sahəsi” birləşdirildikdə, güc gücləndirilərkən difraksiya həddinə yaxın şüa keyfiyyəti qorunur.
7.2 Rejim nəzarəti: Daha yüksək dərəcəli eninə rejimlərin itkisini selektiv şəkildə artırmaq və bununla da şüa keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün geniş diapazonda mikrostrukturların tətbiqi.
8. Kvant quyusunun gərginləşdirilməsi və gərginlik kompensasiyası: Kvant quyusunun aktiv bölgəsinə gərginlik tətbiq etmək zolaq strukturunu optimallaşdıra, diferensial qazancı artıra, bununla da eşik cərəyanını azalda, səmərəliliyi artıra və yüksək temperatur xüsusiyyətlərini artıra bilər. Gərginlik kompensasiyası texnologiyası, əks gərginliyə malik baryer təbəqələri yetişdirməklə gərginlik və qüsurların toplanmasının qarşısını alır və materialın keyfiyyətini təmin edir.
9. Qabaqcıl istilik idarəetməsi və aşağı gərginlikli qablaşdırma: Yüksək güc sıxlığının yaratdığı istilik yayılması problemlərinə cavab olaraq, bu məqalədə ultra yüksək istilik yayma qabiliyyətinə nail olmaq və etibarlılığı artırmaq üçün aşağı gərginlikli interfeys materiallarından istifadə edən yeni istilik ötürücü materiallar (məsələn, almaz kompozit materiallar), mikrokanal soyuducuları və qablaşdırma texnologiyaları təqdim olunur.
10. Paylanmış dalğaötürücü: Çip səviyyəsində daxili istilik idarəetmə sxemi olaraq, bu struktur silsilə dalğaötürücüsünü boşluq uzunluğu boyunca həyəcan zonasına və passiv istilik yayma zonasına bölür və ənənəvi istilik yayma metodlarının məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaqla istiliyi səmərəli şəkildə yaymaq üçün çipin içərisində eninə istilik kanalı qurur.
Xülasə və perspektiv göstərir ki, yüksək güclü dizaynyarımkeçirici lazerelektrik, optika, termodinamika və etibarlılığı əhatə edən çoxməqsədli optimallaşdırma problemidir. Geniş emissiya sahəsi, uzun boşluq və genişləndirilmiş dalğaötürən kimi üç əsas dizaynla istilik idarəetməsi, son səthin zədələnməsi və şüa keyfiyyəti kimi üç əsas problemi həll edən texnologiyalar arasında ən yaxşı balansa nail olmaq lazımdır. Gələcək performansın daha da yaxşılaşdırılması yeni materialların, yeni fiziki mexanizmlərin və yeni istehsal proseslərinin inkişafından asılı olacaq.
Yayımlanma vaxtı: 21 may 2026