Cyflwyniad i laser lled-ddargludyddion allyrru arwyneb ceudod fertigol (VCSEL)

Cyflwyniad i allyriadau arwyneb ceudod fertigollaser lled-ddargludyddion(VCSEL)
Datblygwyd laserau allyrru arwyneb ceudod allanol fertigol yng nghanol y 1990au i oresgyn problem allweddol sydd wedi plagio datblygiad laserau lled-ddargludyddion traddodiadol: sut i gynhyrchu allbynnau laser pŵer uchel gydag ansawdd trawst uchel mewn modd traws sylfaenol.
Laserau allyrru arwyneb ceudod allanol fertigol (Vecsels), a elwir hefyd ynlaserau disg lled-ddargludyddion(SDL), yn aelod cymharol newydd o'r teulu laser. Gall ddylunio'r donfedd allyriadau trwy newid cyfansoddiad y deunydd a thrwch y ffynnon cwantwm yn y cyfrwng ennill lled-ddargludyddion, a thrwy gyfuno â dyblu amledd mewngafnder gall gwmpasu ystod tonfedd eang o uwchfioled i is-goch pell, gan gyflawni allbwn pŵer uchel wrth gynnal trawst laser cymesur crwn ongl dargyfeiriad isel. Mae'r atseinydd laser yn cynnwys strwythur DBR gwaelod y sglodion ennill a'r drych cyplu allbwn allanol. Mae'r strwythur atseinydd allanol unigryw hwn yn caniatáu i elfennau optegol gael eu mewnosod yn y ceudod ar gyfer gweithrediadau fel dyblu amledd, gwahaniaeth amledd, a chloi modd, gan wneud VECSEL yn ddelfrydol.ffynhonnell laserar gyfer cymwysiadau sy'n amrywio o fioffotonig, sbectrosgopeg,meddygaeth laser, a thafluniad laser.
Mae atseinydd y laser lled-ddargludyddion sy'n allyrru wyneb VC yn berpendicwlar i'r plân lle mae'r rhanbarth gweithredol wedi'i leoli, ac mae ei olau allbwn yn berpendicwlar i blân y rhanbarth gweithredol, fel y dangosir yn y ffigur. Mae gan VCSEL fanteision unigryw, megis maint bach, amledd uchel, ansawdd trawst da, trothwy difrod arwyneb ceudod mawr, a phroses gynhyrchu gymharol syml. Mae'n dangos perfformiad rhagorol mewn cymwysiadau arddangos laser, cyfathrebu optegol a chloc optegol. Fodd bynnag, ni all VCsels gael laserau pŵer uchel uwchlaw'r lefel wat, felly ni ellir eu defnyddio mewn meysydd â gofynion pŵer uchel.

Mae atseinydd laser VCSEL yn cynnwys adlewyrchydd Bragg dosbarthedig (DBR) sy'n cynnwys strwythur epitacsial aml-haen o ddeunydd lled-ddargludyddion ar ochrau uchaf ac isaf y rhanbarth gweithredol, sy'n wahanol iawn i'rlaseratseinydd wedi'i wneud o awyren hollti yn EEL. Mae cyfeiriad atseinydd optegol VCSEL yn berpendicwlar i wyneb y sglodion, mae allbwn y laser hefyd yn berpendicwlar i wyneb y sglodion, ac mae adlewyrchedd y ddwy ochr i'r DBR yn llawer uwch na phlân datrysiad EEL.
Mae hyd atseinydd laser VCSEL yn gyffredinol ychydig ficronau, sy'n llawer llai na hyd atseinydd milimetr EEL, ac mae'r enillion unffordd a geir gan osgiliad y maes optegol yn y ceudod yn isel. Er y gellir cyflawni'r allbwn modd traws sylfaenol, dim ond sawl miliwat y gall y pŵer allbwn ei gyrraedd. Mae proffil trawsdoriad trawst laser allbwn VCSEL yn gylchol, ac mae'r Ongl dargyfeirio yn llawer llai na thrawst laser allyrru ymyl. Er mwyn cyflawni allbwn pŵer uchel VCSEL, mae angen cynyddu'r rhanbarth goleuol i ddarparu mwy o enillion, a bydd cynnydd y rhanbarth goleuol yn achosi i'r laser allbwn ddod yn allbwn aml-fodd. Ar yr un pryd, mae'n anodd cyflawni chwistrelliad cerrynt unffurf mewn rhanbarth goleuol mawr, a bydd y chwistrelliad cerrynt anwastad yn gwaethygu cronni gwres gwastraff. Yn fyr, gall y VCSEL allbynnu'r man cymesur cylchol modd sylfaenol trwy ddyluniad strwythurol rhesymol, ond mae'r pŵer allbwn yn isel pan fo'r allbwn yn un modd. Felly, mae VCsels lluosog yn aml yn cael eu hintegreiddio i'r modd allbwn.