იდეალური ლაზერული წყაროს არჩევა: კიდისებრი ნახევარგამტარული ლაზერი, ნაწილი პირველი

იდეალურის არჩევანილაზერული წყაროკიდისებრი ემისიის ნახევარგამტარული ლაზერი
1. შესავალი
ნახევარგამტარული ლაზერირეზონატორების წარმოების სხვადასხვა პროცესის მიხედვით, ჩიპები იყოფა კიდის გამოსხივების ლაზერულ ჩიპებად (EEL) და ვერტიკალური ღრუს ზედაპირის გამოსხივების ლაზერულ ჩიპებად (VCSEL), ხოლო მათი სპეციფიკური სტრუქტურული განსხვავებები ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში. ვერტიკალური ღრუს ზედაპირის გამოსხივების ლაზერთან შედარებით, კიდის გამოსხივების ნახევარგამტარული ლაზერული ტექნოლოგიის განვითარება უფრო მომწიფებულია, ფართო ტალღის სიგრძის დიაპაზონით, მაღალიელექტრო-ოპტიკურიგარდაქმნის ეფექტურობა, დიდი სიმძლავრე და სხვა უპირატესობები, ძალიან შესაფერისია ლაზერული დამუშავებისთვის, ოპტიკური კომუნიკაციისა და სხვა სფეროებისთვის. ამჟამად, კიდისებრი ნახევარგამტარული ლაზერები ოპტოელექტრონიკის ინდუსტრიის მნიშვნელოვან ნაწილს წარმოადგენენ და მათი გამოყენება მოიცავს მრეწველობას, ტელეკომუნიკაციებს, მეცნიერებას, სამომხმარებლო, სამხედრო და აერონავტიკას. ტექნოლოგიების განვითარებასა და პროგრესთან ერთად, კიდისებრი ნახევარგამტარული ლაზერების სიმძლავრე, საიმედოობა და ენერგიის გარდაქმნის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა და მათი გამოყენების პერსპექტივები სულ უფრო და უფრო ფართოვდება.
შემდეგ, მე დაგეხმარებით გვერდითი გამოსხივების უნიკალური ხიბლის უკეთ დაფასებაში.ნახევარგამტარული ლაზერები.

სურათი 1 (მარცხნივ) გვერდითი გამოსხივების მქონე ნახევარგამტარული ლაზერის და (მარჯვნივ) ვერტიკალური ღრუს ზედაპირის მქონე გამოსხივების მქონე ლაზერის სტრუქტურის დიაგრამა

2. კიდისებრი ემისიური ნახევარგამტარის მუშაობის პრინციპილაზერი
კიდისებრი ნახევარგამტარი ლაზერის სტრუქტურა შეიძლება დაიყოს შემდეგ სამ ნაწილად: ნახევარგამტარი აქტიური რეგიონი, ტუმბოს წყარო და ოპტიკური რეზონატორი. ვერტიკალური ღრუს ზედაპირისებრი ლაზერების რეზონატორებისგან განსხვავებით (რომლებიც შედგება ზედა და ქვედა ბრაგის სარკეებისგან), კიდისებრი ნახევარგამტარი ლაზერული მოწყობილობების რეზონატორები ძირითადად შედგება ორივე მხარეს ოპტიკური ფენებისგან. EEL მოწყობილობის ტიპიური სტრუქტურა და რეზონატორის სტრუქტურა ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში. კიდისებრი ნახევარგამტარი ლაზერული მოწყობილობის ფოტონი ძლიერდება რეზონატორში რეჟიმის შერჩევით და ლაზერი წარმოიქმნება სუბსტრატის ზედაპირის პარალელური მიმართულებით. კიდისებრი ნახევარგამტარი ლაზერული მოწყობილობები გამოირჩევა მოქმედების ტალღის სიგრძის ფართო დიაპაზონით და შესაფერისია მრავალი პრაქტიკული გამოყენებისთვის, ამიტომ ისინი ერთ-ერთ იდეალურ ლაზერულ წყაროდ იქცევიან.

კიდისებრი ნახევარგამტარული ლაზერების მუშაობის შეფასების ინდექსები ასევე შეესაბამება სხვა ნახევარგამტარული ლაზერების ინდექსებს, მათ შორის: (1) ლაზერული ლაზერული გამოსხივების ტალღის სიგრძე; (2) ზღურბლოვანი დენი Ith, ანუ დენი, რომლის დროსაც ლაზერული დიოდი იწყებს ლაზერული რხევის გენერირებას; (3) სამუშაო დენი Iop, ანუ მამოძრავებელი დენი, როდესაც ლაზერული დიოდი აღწევს ნომინალურ გამომავალ სიმძლავრეს, ეს პარამეტრი გამოიყენება ლაზერული წამყვანი წრედის დიზაინსა და მოდულაციაზე; (4) დახრილობის ეფექტურობა; (5) ვერტიკალური დივერგენციის კუთხე θ⊥; (6) ჰორიზონტალური დივერგენციის კუთხე θ∥; (7) დენის Im მონიტორინგი, ანუ ნახევარგამტარული ლაზერული ჩიპის დენის ზომა ნომინალურ გამომავალ სიმძლავრეზე.

3. GaAs-სა და GaN-ზე დაფუძნებული კიდისებრი ნახევარგამტარული ლაზერების კვლევის პროგრესი
GaAs ნახევარგამტარული მასალის ბაზაზე დაფუძნებული ნახევარგამტარული ლაზერი ერთ-ერთი ყველაზე განვითარებული ნახევარგამტარული ლაზერული ტექნოლოგიაა. ამჟამად, GAAS-ზე დაფუძნებული ახლო ინფრაწითელი დიაპაზონის (760-1060 ნმ) კიდისებრი ნახევარგამტარული ლაზერები ფართოდ გამოიყენება კომერციულად. Si-სა და GaAs-ის შემდეგ მესამე თაობის ნახევარგამტარული მასალის სახით, GaN ფართოდ გამოიყენება სამეცნიერო კვლევებსა და ინდუსტრიაში მისი შესანიშნავი ფიზიკური და ქიმიური თვისებების გამო. GAN-ზე დაფუძნებული ოპტოელექტრონული მოწყობილობების განვითარებით და მკვლევარების ძალისხმევით, GAN-ზე დაფუძნებული სინათლის გამოსხივების დიოდები და კიდისებრი ლაზერები ინდუსტრიალიზებული გახდა.