Şaquli boşluq səthinin şüalanmasına girişyarımkeçirici lazer(VCSEL)
Şaquli xarici boşluq səthi şüalandırıcı lazerlər 1990-cı illərin ortalarında ənənəvi yarımkeçirici lazerlərin inkişafına mane olan əsas problemi - fundamental eninə rejimdə yüksək şüa keyfiyyətinə malik yüksək güclü lazer çıxışlarını necə istehsal etmək problemini həll etmək üçün hazırlanmışdır.
Şaquli xarici boşluq səthi şüalandırıcı lazerlər (Vecsels), həmçinin kimi tanınıryarımkeçirici disk lazerləri(SDL), lazer ailəsinin nisbətən yeni üzvüdür. Yarımkeçirici qazanc mühitində kvant quyusunun material tərkibini və qalınlığını dəyişdirərək emissiya dalğa uzunluğunu dizayn edə bilər və boşluqdaxili tezlik ikiqat artırılması ilə birləşdirildikdə, ultrabənövşəyidən uzaq infraqırmızıya qədər geniş dalğa uzunluğu diapazonunu əhatə edə bilər və aşağı divergensiya Bucaqlı dairəvi simmetrik lazer şüasını qoruyarkən yüksək güc çıxışı əldə edə bilər. Lazer rezonatoru qazanc çipinin alt DBR strukturundan və xarici çıxış birləşdirici güzgüsündən ibarətdir. Bu unikal xarici rezonator strukturu, tezlik ikiqat artırılması, tezlik fərqi və rejim kilidlənməsi kimi əməliyyatlar üçün optik elementlərin boşluğa daxil edilməsinə imkan verir və bu da VECSEL-i ideal edir.lazer mənbəyibiofotonika, spektroskopiya və s. kimi müxtəlif tətbiqlər üçünlazer dərmanıvə lazer proyeksiyası.
VC səthi şüalandıran yarımkeçirici lazerin rezonatoru aktiv bölgənin yerləşdiyi müstəviyə perpendikulyar, çıxış işığı isə şəkildə göstərildiyi kimi aktiv bölgənin müstəvisinə perpendikulyardır. VCSEL kiçik ölçü, yüksək tezlik, yaxşı şüa keyfiyyəti, böyük boşluq səthinin zədələnmə həddi və nisbətən sadə istehsal prosesi kimi unikal üstünlüklərə malikdir. Lazer displeyi, optik rabitə və optik saat tətbiqlərində əla performans göstərir. Lakin, VCsel-lər vatt səviyyəsindən yuxarı yüksək güclü lazerlər əldə edə bilmir, buna görə də yüksək güc tələbləri olan sahələrdə istifadə edilə bilməz.
VCSEL-in lazer rezonatoru, aktiv bölgənin həm yuxarı, həm də aşağı tərəflərində yarımkeçirici materialın çoxqatlı epitaksial strukturundan ibarət paylanmış Bragg reflektorundan (DBR) ibarətdir ki, bu da aktiv bölgədən çox fərqlidir.lazerEEL-də parçalanma müstəvisindən ibarət rezonator. VCSEL optik rezonatorunun istiqaməti çip səthinə perpendikulyardır, lazer çıxışı da çip səthinə perpendikulyardır və DBR-in hər iki tərəfinin əks etdirmə qabiliyyəti EEL həll müstəvisindən daha yüksəkdir.
VCSEL lazer rezonatorunun uzunluğu ümumiyyətlə bir neçə mikrondur ki, bu da EEL millimetr rezonatorunun uzunluğundan xeyli kiçikdir və boşluqdakı optik sahə rəqsi ilə əldə edilən birtərəfli qazanc azdır. Əsas eninə rejim çıxışına nail olmaq mümkün olsa da, çıxış gücü yalnız bir neçə millivatta çata bilər. VCSEL çıxış lazer şüasının en kəsiyi profili dairəvidir və divergensiya bucağı kənar yayan lazer şüasının uzunluğundan xeyli kiçikdir. VCSEL-in yüksək güc çıxışına nail olmaq üçün daha çox qazanc təmin etmək üçün işıqlı bölgəni artırmaq lazımdır və işıqlı bölgənin artması çıxış lazerinin çoxmodlu çıxışa çevrilməsinə səbəb olacaq. Eyni zamanda, böyük bir işıqlı bölgədə vahid cərəyan yeridilməsinə nail olmaq çətindir və qeyri-bərabər cərəyan yeridilməsi tullantı istiliyinin yığılmasını artıracaq. Bir sözlə, VCSEL ağlabatan struktur dizaynı vasitəsilə əsas rejim dairəvi simmetrik nöqtəni çıxara bilər, lakin çıxış tək rejimdə olduqda çıxış gücü aşağı olur. Buna görə də, çoxlu VCsel tez-tez çıxış rejiminə inteqrasiya olunur.
Yayımlanma vaxtı: 21 may 2024