Entwodiksyon sou lazè semi-kondiktè ki emèt sou sifas kavite vètikal (VCSEL)

Entwodiksyon nan emisyon sifas kavite vètikallazè semi-kondiktè(VCSEL)
Yo te devlope lazè vètikal ki emèt reyon sou sifas ak kavite ekstèn nan mitan ane 1990 yo pou simonte yon pwoblèm kle ki te antrave devlopman lazè semi-kondiktè tradisyonèl yo: kijan pou pwodui rezilta lazè gwo pwisans ak yon bon jan kalite gwo reyon nan mòd transvès fondamantal.
Lazè ki emèt sifas ak kavite ekstèn vètikal (Vecsels), ke yo rele toulazè disk semi-kondiktè(SDL), se yon manm relativman nouvo nan fanmi lazè a. Li ka desine longèdonn emisyon an lè li chanje konpozisyon materyèl la ak epesè pi kwantik la nan mwayen gen semi-kondiktè a, epi konbine avèk doublaj frekans intrakavite a ka kouvri yon pakèt longèdonn soti nan iltravyolèt rive nan enfrawouj byen lwen, reyalize yon pwodiksyon gwo pouvwa pandan y ap kenbe yon reyon lazè sikilè simetrik ak yon ang divèjans ki ba. Rezonatè lazè a konpoze de estrikti DBR anba chip gen an ak miwa kouplaj pwodiksyon ekstèn lan. Estrikti rezonatè ekstèn inik sa a pèmèt eleman optik yo dwe mete nan kavite a pou operasyon tankou doublaj frekans, diferans frekans, ak bloke mòd, sa ki fè VECSEL yon ideyal.sous lazèpou aplikasyon ki sòti nan byofotonik, spektroskopi,medikaman lazè, ak pwojeksyon lazè.
Rezonatè lazè semi-kondiktè ki emèt sou sifas VC a pèpandikilè ak plan kote rejyon aktif la ye a, epi limyè pwodiksyon li pèpandikilè ak plan rejyon aktif la, jan yo montre nan figi a. VCSEL gen avantaj inik, tankou ti gwosè, frekans segondè, bon kalite gwo bout bwa, gwo papòt domaj sifas kavite, ak pwosesis pwodiksyon relativman senp. Li montre pèfòmans ekselan nan aplikasyon ekspozisyon lazè, kominikasyon optik ak revèy optik. Sepandan, VCsel yo pa ka jwenn lazè gwo puisans ki pi wo pase nivo wat la, kidonk yo pa ka itilize nan jaden ki gen gwo egzijans puisans.

Rezonatè lazè VCSEL la konpoze de yon reflektè Bragg distribye (DBR) ki konpoze de yon estrikti epitaksyèl milti-kouch nan materyèl semi-kondiktè sou tou de bò anwo ak anba rejyon aktif la, ki trè diferan de la.lazèrezonatè ki konpoze de yon plan klivaj nan EEL. Direksyon rezonatè optik VCSEL la pèpandikilè ak sifas chip la, pwodiksyon lazè a pèpandikilè tou ak sifas chip la, epi reflektivite tou de bò DBR a pi wo pase sa ki nan plan solisyon EEL la.
Longè rezonatè lazè VCSEL la jeneralman se kèk mikron, ki pi piti anpil pase rezonatè milimèt EEL la, epi genyen yon sèl sans ki jwenn grasa osilasyon chan optik nan kavite a ba. Malgre ke pwodiksyon mòd transvèsal fondamantal la ka reyalize, puisans pwodiksyon an ka sèlman rive nan plizyè miliwatt. Pwofil seksyon kwa reyon lazè pwodiksyon VCSEL la sikilè, epi ang divèjans lan pi piti anpil pase reyon lazè ki emèt kwen an. Pou reyalize yon pwodiksyon pouvwa ki wo nan VCSEL, li nesesè pou ogmante rejyon lumineux la pou bay plis genyen, epi ogmantasyon rejyon lumineux la ap lakòz lazè pwodiksyon an vin yon pwodiksyon milti-mòd. An menm tan, li difisil pou reyalize yon enjeksyon kouran inifòm nan yon gwo rejyon lumineux, epi enjeksyon kouran inegal la ap agrave akimilasyon chalè gaspiye a. An brèf, VCSEL la ka bay yon tach simetrik sikilè mòd debaz la atravè yon konsepsyon estriktirèl rezonab, men puisans pwodiksyon an ba lè pwodiksyon an se yon sèl mòd. Se poutèt sa, plizyè VCsel yo souvan entegre nan mòd pwodiksyon an.