수직 공동 표면 방출 반도체 레이저 방출 (VCSEL) 소개

수직 공동 표면 방출 소개반도체 레이저(vcsel)
수직 외부 공동 표면 방출 레이저는 1990 년대 중반에 전통적인 반도체 레이저의 개발을 괴롭히는 주요 문제를 극복하기 위해 개발되었습니다. 기본 횡단 모드에서 고출력 레이저 출력을 생산하는 방법.
수직 외부 공동 표면-방출 레이저 (Vecsels)반도체 디스크 레이저(SDL)는 레이저 패밀리의 비교적 새로운 구성원입니다. 반도체 게인 매체에서 양자의 재료 조성 및 두께를 잘 변경하여 방출 파장을 설계 할 수 있으며, 내내 주파수 배가와 결합하면 자외선에서 멀리 적외선까지 넓은 파장 범위를 커버 할 수 있으며, 높은 전력 출력을 달성하면서 낮은 다이버지 각도 기발 레이저 빔을 유지합니다. 레이저 공진기는 게인 칩의 하단 DBR 구조 및 외부 출력 커플 링 미러로 구성됩니다. 이 독특한 외부 공진기 구조는 주파수 배가, 주파수 차이 및 모드 잠금과 같은 작업을 위해 광학 요소를 캐비티에 삽입하여 Vecsel을 이상적으로 만들 수 있습니다.레이저 소스바이오 포토닉, 분광법,레이저 약레이저 투영.
반도체 레이저 방출 반도체 레이저의 공진기는 활성 영역이 위치한 평면에 수직이며, 출력 표시등은 그림과 같이 활성 영역의 평면에 수직입니다. vcsel은 작은 크기, 고주파 품질, 우수한 빔 품질, 큰 공동 손상 세동 및 상대적으로 간단한 생산 프로세스와 같은 고유 한 이점을 가지고 있습니다. 레이저 디스플레이, 광학 통신 및 광 시계의 응용 분야에서 우수한 성능을 보여줍니다. 그러나 VCSELS는 와트 레벨 이상의 고출력 레이저를 얻을 수 없으므로 전력 요구 사항이 높은 필드에서는 사용할 수 없습니다.

VCSEL의 레이저 공진기는 활성 영역의 상부 및 하단에 반도체 재료의 다층 에피 택셜 구조로 구성된 분산 된 브래그 반사기 (DBR)로 구성되어 있으며, 이는원자 램프뱀장어의 절단 평면으로 구성된 공진기. VCSEL 광학 공진기의 방향은 칩 표면에 수직이며, 레이저 출력은 또한 칩 표면에 수직이며, DBR의 양쪽의 반사율은 EEL 용액 평면의 반사율보다 훨씬 높다.
VCSEL의 레이저 공진기의 길이는 일반적으로 몇 미크론이며, 이는 뱀장어의 밀리미터 공진기보다 훨씬 작고, 공동의 광학장 진동에 의해 얻어진 일원 이득은 낮다. 기본 횡 방향 모드 출력을 달성 할 수 있지만 출력 전력은 여러 밀리 와트에만 도달 할 수 있습니다. VCSEL 출력 레이저 빔의 단면 프로파일은 원형이며, 발산 각도는 가장자리-방출 레이저 빔보다 훨씬 작습니다. VCSEL의 높은 전력 출력을 달성하려면 더 많은 게인을 제공하기 위해 빛나는 영역을 증가시켜야하며, 빛나는 영역의 증가는 출력 레이저가 다중 모드 출력이 될 것입니다. 동시에, 넓은 빛나는 영역에서 균일 한 전류 주입을 달성하기가 어렵고, 고르지 않은 전류 주입은 폐열 축적을 악화시킬 것입니다. 짧게, VCSEL은 합리적인 구조적 설계를 통해 기본 모드 원형 대칭 지점을 출력 할 수 있지만 출력이 단일 모드 일 때 출력 전원은 종종 출력 모드에 통합됩니다.