Вовед во површината на вертикалната празнина што емитува полупроводнички ласер (VCSEL)

Вовед во емитување на површината на вертикалната празнинаПолупроводнички ласер(Vcsel)
Вертикалните ласери за емитување на површината на надворешната празнина беа развиени во средината на 1990-тите за да се надмине клучниот проблем што го мачи развојот на традиционалните ласери на полупроводници: како да се произведат ласерски излези со голема моќ со висок квалитет на зракот во фундаментален попречен режим.
Вертикални ласери за емитување на површината на надворешната шуплина (Vecsels), познати и какоПолупроводнички ласери на диск(SDL), се релативно нов член на семејството Ласер. Може да ја дизајнира емисијата на бранова должина со промена на материјалниот состав и дебелината на квантната бунар во полупроводничкиот добивање медиум, а во комбинација со удвојување на фреквенцијата на интракавност може да опфати широк опсег на бранова должина од ултравиолетово до далеку инфрацрвен, постигнувајќи голема моќност при одржување на ниска дивергентна аголна симетрична ласерска зрак. Ласерскиот резонатор е составен од долната структура на DBR на чипот за добивка и огледалото на надворешното излезно спојување. Оваа уникатна структура на надворешниот резонатор овозможува да се вметнат оптичките елементи во шуплината за операции, како што се двојно удвојување на фреквенцијата, разликата во фреквенцијата и заклучувањето на режимот, правејќи го Вексел идеаленласерски изворза апликации кои се движат од биофотоника, спектроскопија,Ласерска медицина, и ласерска проекција.
Резонаторот на VC-површината што емитува полупроводнички ласер е нормален на рамнината каде што се наоѓа активниот регион, а неговата излезна светлина е нормална на рамнината на активниот регион, како што е прикажано на сликата.VCSEL има уникатни предности, како што се малата големина, висока фреквенција, добар квалитет на површината на зракот, големиот степен на оштетување на површината на шуплината, и релативно едноставен процес на производство. Покажува одлични перформанси во апликациите на ласерскиот дисплеј, оптичката комуникација и оптичкиот часовник. Како и да е, VCSELS не може да добие ласери со голема моќност над нивото на Ват, така што тие не можат да се користат во полиња со високи побарувања за моќност.

Ласерскиот резонатор на VCSEL е составен од дистрибуиран рефлектор Bragg (DBR) составен од повеќеслојна епитаксијална структура на полупроводнички материјал и од горната и долната страна на активниот регион, што е многу различно одласерРезонатор составен од авион на расцеп во јагула. Насоката на оптичкиот резонатор VCSEL е нормална на површината на чипот, ласерскиот излез е исто така нормален на површината на чипот, а рефлексивноста на обете страни на DBR е многу поголема од онаа на рамнината на растворот на јагулата.
Должината на ласерскиот резонатор на VCSEL е генерално неколку микрони, што е многу помало од онаа на милиметарскиот резонатор на јагулата, а еднонасочната добивка добиена од осцилацијата на оптичкото поле во шуплината е мала. Иако може да се постигне основен излез на попречен режим, излезната моќност може да достигне само неколку миливат. Профилот на пресек на ласерскиот зрак на излез на VCSEL е кружен, а аголот на дивергенција е многу помал од оној на ласерскиот зрак што емитува на работ. За да се постигне голема моќност на VCSEL, неопходно е да се зголеми светлечкиот регион за да се обезбеди поголема добивка, а зголемувањето на светлечкиот регион ќе предизвика излезниот ласер да стане мулти-режим излез. Во исто време, тешко е да се постигне униформа тековна инјекција во голем светлечки регион, а нерамномерната струја на инјекција ќе ја влоши акумулацијата на отпадната топлина. На кратко, VCSEL може да го излезе основниот режим кружен симетрично место преку разумен структурен дизајн, но излезната моќност е мала кога излезот е единечен режим.