Enkonduko al vertikala kavaĵa surfaco-elsendadoduonkondukta lasero(VCSEL)
Vertikalaj eksteraj kavaĵaj surfac-elsendantaj laseroj estis evoluigitaj meze de la 1990-aj jaroj por superi ŝlosilan problemon, kiu turmentis la evoluon de tradiciaj duonkonduktaĵaj laseroj: kiel produkti alt-potencajn laserajn eligojn kun alta lumkvalito en fundamenta transversa reĝimo.
Vertikalaj eksteraj kavaĵaj surfaco-elsendantaj laseroj (Vecsels), ankaŭ konataj kielduonkonduktaĵaj diskolaseroj(SDL), estas relative nova membro de la lasera familio. Ĝi povas desegni la emisian ondolongon ŝanĝante la materialan konsiston kaj dikecon de la kvantuma puto en la duonkondukta gajnomedio, kaj kombinite kun intrakava frekvenca duobligo povas kovri larĝan ondolongan gamon de ultraviola ĝis fora infraruĝo, atingante altan potencon eligan samtempe konservante malaltan diverĝan angulon de cirkla simetria lasera fasko. La lasera resonatoro konsistas el la malsupra DBR-strukturo de la gajnopeceto kaj la ekstera elira kupliga spegulo. Ĉi tiu unika ekstera resonatora strukturo permesas enmeti optikajn elementojn en la kavaĵon por operacioj kiel frekvenca duobligo, frekvenca diferenco kaj reĝimŝlosado, igante VECSEL ideala...lasera fontopor aplikoj intervalantaj de biofotoniko, spektroskopio,lasera medicino, kaj lasera projekcio.
La resonilo de la VC-surfaco-elsendanta duonkondukta lasero estas perpendikulara al la ebeno kie troviĝas la aktiva regiono, kaj ĝia elira lumo estas perpendikulara al la ebeno de la aktiva regiono, kiel montrite en la figuro. VCSEL havas unikajn avantaĝojn, kiel ekzemple malgranda grandeco, alta frekvenco, bona lumkvalito, granda sojlo de difekto ĉe la kavaĵa surfaco, kaj relative simpla produktada procezo. Ĝi montras bonegan rendimenton en la aplikoj de lasera ekrano, optika komunikado kaj optika horloĝo. Tamen, VCseloj ne povas akiri altpotencajn laserojn super la vata nivelo, do ili ne povas esti uzataj en kampoj kun altaj potencpostuloj.
La lasera resonatoro de VCSEL konsistas el distribuita Bragg-reflektoro (DBR) konsistanta el plurtavola epitaksa strukturo el duonkondukta materialo sur ambaŭ la supra kaj malsupra flankoj de la aktiva regiono, kiu estas tre malsama ol lalaseroresonatoro konsistanta el fenda ebeno en EEL. La direkto de la VCSEL-optika resonatoro estas perpendikulara al la icosurfaco, la lasera eligo ankaŭ estas perpendikulara al la icosurfaco, kaj la reflektiveco de ambaŭ flankoj de la DBR estas multe pli alta ol tiu de la EEL-solvebeno.
La longo de la lasera resonatoro de VCSEL estas ĝenerale kelkaj mikrometroj, kio estas multe pli malgranda ol tiu de la milimetra resonatoro de EEL, kaj la unudirekta gajno akirita per la optika kampa oscilado en la kavaĵo estas malalta. Kvankam la fundamenta transversa reĝima eligo povas esti atingita, la eliga potenco povas atingi nur kelkajn milivatojn. La transversa sekco de la VCSEL-eliga lasera radio estas cirkla, kaj la diverĝa angulo estas multe pli malgranda ol tiu de la rand-elsendanta lasera radio. Por atingi altan potencon de VCSEL, necesas pliigi la luman regionon por provizi pli da gajno, kaj la pliiĝo de la luma regiono kaŭzos, ke la eliga lasero fariĝu plurreĝima eligo. Samtempe, estas malfacile atingi unuforman kurentan injekton en granda luma regiono, kaj la malebena kurentan injekto plimalbonigos la amasiĝon de rubvarmo. Mallonge, la VCSEL povas eligi la bazan reĝiman cirklan simetrian punkton per racia struktura dezajno, sed la eliga potenco estas malalta kiam la eligo estas unu-reĝima. Tial, pluraj VCSEL ofte estas integritaj en la eligan reĝimon.
Afiŝtempo: 21-a de majo 2024