Bubuka kana laser semikonduktor anu ngaluarkeun permukaan rongga vertikal (VCSEL)

Bubuka kana pancaran permukaan rongga vertikallaser semikonduktor(VCSEL)
Laser anu ngaluarkeun permukaan rongga éksternal vertikal dikembangkeun dina pertengahan taun 1990-an pikeun ngungkulan masalah konci anu ngaganggu kamekaran laser semikonduktor tradisional: kumaha ngahasilkeun kaluaran laser kakuatan tinggi kalayan kualitas sinar anu luhur dina modeu transversal dasar.
Laser anu ngaluarkeun permukaan rongga éksternal vertikal (Vecsels), ogé katelahlaser cakram semikonduktor(SDL), mangrupikeun anggota kulawarga laser anu kawilang anyar. Éta tiasa ngarancang panjang gelombang émisi ku cara ngarobih komposisi bahan sareng ketebalan sumur kuantum dina média gain semikonduktor, sareng digabungkeun sareng penggandaan frékuénsi intracavity tiasa nutupan rentang panjang gelombang anu lega ti ultraviolet dugi ka infra red jauh, ngahontal kaluaran daya anu luhur bari ngajaga sudut divergénsi anu handap. Resonator laser diwangun ku struktur DBR handap tina chip gain sareng eunteung kopling kaluaran éksternal. Struktur resonator éksternal anu unik ieu ngamungkinkeun unsur optik dilebetkeun kana rongga pikeun operasi sapertos penggandaan frékuénsi, bédana frékuénsi, sareng konci mode, ngajantenkeun VECSEL idéal.sumber laserpikeun aplikasi mimitian ti biofotonik, spéktroskopi,ubar laser, sareng proyéksi laser.
Resonator laser semikonduktor anu ngaluarkeun permukaan VC tegak lurus kana bidang tempat ayana daérah aktif, sareng cahaya kaluaranana tegak lurus kana bidang daérah aktif, sapertos anu dipidangkeun dina gambar. VCSEL ngagaduhan kaunggulan anu unik, sapertos ukuran alit, frékuénsi luhur, kualitas sinar anu saé, ambang karusakan permukaan rongga ageung, sareng prosés produksi anu kawilang saderhana. Éta nunjukkeun kinerja anu saé dina aplikasi tampilan laser, komunikasi optik sareng jam optik. Nanging, VCsel henteu tiasa kéngingkeun laser kakuatan tinggi di luhur tingkat watt, janten henteu tiasa dianggo dina widang anu peryogi kakuatan tinggi.

Resonator laser VCSEL diwangun ku reflektor Bragg anu disebarkeun (DBR) anu diwangun ku struktur epitaksial multi-lapisan tina bahan semikonduktor dina sisi luhur sareng handap daérah aktif, anu béda pisan tilaserresonator diwangun ku bidang belahan dina EEL. Arah resonator optik VCSEL tegak lurus kana permukaan chip, kaluaran laser ogé tegak lurus kana permukaan chip, sareng réfléksibilitas dua sisi DBR jauh langkung luhur tibatan bidang solusi EEL.
Panjang resonator laser VCSEL umumna sababaraha mikron, anu jauh leuwih leutik tibatan resonator milimeter EEL, sareng gain hiji arah anu diala ku osilasi médan optik dina rongga éta rendah. Sanaos kaluaran mode transversal dasar tiasa kahontal, daya kaluaran ngan ukur tiasa ngahontal sababaraha milliwatt. Profil penampang sinar laser kaluaran VCSEL nyaéta bunderan, sareng Sudut divergénsi jauh leuwih leutik tibatan sinar laser anu ngaluarkeun ujung. Pikeun ngahontal kaluaran daya VCSEL anu luhur, perlu ningkatkeun daérah bercahaya pikeun nyayogikeun langkung seueur gain, sareng paningkatan daérah bercahaya bakal nyababkeun laser kaluaran janten kaluaran multi-mode. Dina waktos anu sami, hésé pikeun ngahontal injeksi arus seragam dina daérah bercahaya anu ageung, sareng injeksi arus anu henteu rata bakal nganyenyerikeun akumulasi panas runtah. Singkatna, VCSEL tiasa ngaluarkeun titik simetri sirkular mode dasar ngalangkungan desain struktural anu wajar, tapi daya kaluaran rendah nalika kaluaran mode tunggal. Ku alatan éta, sababaraha VCsel sering diintegrasikeun kana modeu kaluaran.