Тік қуыс бетінің сәулеленуіне кіріспежартылай өткізгіш лазер(VCSEL)
Тік сыртқы қуыс бетін сәулелендіретін лазерлер 1990 жылдардың ортасында дәстүрлі жартылай өткізгіш лазерлердің дамуына кедергі келтірген негізгі мәселені шешу үшін жасалды: негізгі көлденең режимде жоғары сәуле сапасымен жоғары қуатты лазер шығыстарын қалай алу керек.
Тік сыртқы қуыс бетіне сәуле түсіретін лазерлер (Vecsels), сондай-ақ белгіліжартылай өткізгіш дискілік лазерлер(SDL) лазерлік отбасының салыстырмалы түрде жаңа мүшесі болып табылады. Ол жартылай өткізгіш күшейту ортасындағы кванттық ұңғыманың материалдық құрамы мен қалыңдығын өзгерту арқылы сәулелену толқын ұзындығын жобалай алады және қуысішілік жиілікті екі еселеумен біріктірілгенде ультракүлгіннен алыс инфрақызылға дейінгі кең толқын ұзындығы диапазонын қамтуы мүмкін, төмен дивергенцияны сақтай отырып, жоғары қуат шығысына қол жеткізеді. Лазерлік резонатор күшейту чипінің төменгі DBR құрылымынан және сыртқы шығыс байланысы айнасынан тұрады. Бұл бірегей сыртқы резонатор құрылымы оптикалық элементтерді жиілікті екі еселеу, жиілік айырмашылығы және режимді құлыптау сияқты операциялар үшін қуысқа енгізуге мүмкіндік береді, бұл VECSEL-ді тамаша етеді.лазер көзібиофотоника, спектроскопия сияқты қолданбалар үшін,лазерлік медицинажәне лазерлік проекция.
VC беттік сәуле шығаратын жартылай өткізгіш лазердің резонаторы белсенді аймақ орналасқан жазықтыққа перпендикуляр, ал оның шығыс жарығы суретте көрсетілгендей, белсенді аймақтың жазықтығына перпендикуляр. VCSEL-дің шағын өлшемі, жоғары жиілігі, жақсы сәуле сапасы, үлкен қуыс бетінің зақымдану шегі және салыстырмалы түрде қарапайым өндіріс процесі сияқты бірегей артықшылықтары бар. Ол лазерлік дисплей, оптикалық байланыс және оптикалық сағат қолдануда тамаша өнімділік көрсетеді. Дегенмен, VCsels ватт деңгейінен жоғары қуатты лазерлерді ала алмайды, сондықтан оларды жоғары қуат талаптары бар өрістерде пайдалануға болмайды.
VCSEL лазерлік резонаторы белсенді аймақтың жоғарғы және төменгі жағындағы жартылай өткізгіш материалдың көп қабатты эпитаксиалды құрылымынан тұратын таратылған Брэгг рефлекторынан (DBR) тұрады, ол белсенді аймақтан өте ерекшеленеді.лазерEEL-дегі бөлшектеу жазықтығынан тұратын резонатор. VCSEL оптикалық резонаторының бағыты чип бетіне перпендикуляр, лазер шығысы да чип бетіне перпендикуляр, ал DBR екі жағының шағылыстыруы EEL ерітінді жазықтығына қарағанда әлдеқайда жоғары.
VCSEL лазерлік резонаторының ұзындығы әдетте бірнеше микронды құрайды, бұл EEL миллиметрлік резонаторының ұзындығынан әлдеқайда аз, ал қуыстағы оптикалық өріс тербелісі арқылы алынған бір жақты күшейту төмен. Негізгі көлденең режим шығысына қол жеткізуге болатын болса да, шығыс қуаты бірнеше милливаттқа ғана жете алады. VCSEL шығыс лазер сәулесінің көлденең қимасының профилі дөңгелек, ал дивергенция бұрышы шеткі сәуле шығаратын лазер сәулесінің ұзындығынан әлдеқайда аз. VCSEL жоғары қуат шығысына қол жеткізу үшін көбірек күшейту үшін жарық аймағын ұлғайту қажет, ал жарық аймағының ұлғаюы шығыс лазерінің көп режимді шығысқа айналуына әкеледі. Сонымен қатар, үлкен жарық аймағында біркелкі ток инъекциясына қол жеткізу қиын, ал біркелкі емес ток инъекциясы қалдық жылудың жиналуын күшейтеді. Қысқасы, VCSEL ақылға қонымды құрылымдық дизайн арқылы негізгі режимдегі дөңгелек симметриялық нүктені шығара алады, бірақ шығыс бір режимді болған кезде шығыс қуаты төмен болады. Сондықтан, бірнеше VCsel көбінесе шығыс режиміне біріктіріледі.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 21 мамыр