Choix de l'idéalsource laser: laser à semi-conducteur à émission de bord
1. Introduction
Laser à semi-conducteurLes puces sont divisées en puces laser à émission par la tranche (EEL) et puces laser à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL) selon les différents procédés de fabrication des résonateurs, et leurs différences structurelles spécifiques sont illustrées dans la figure 1. Comparé au laser à cavité verticale émettant par la surface, le développement de la technologie laser à semi-conducteur à émission par la tranche est plus mature, avec une large gamme de longueurs d'onde, une hauteélectro-optiqueEfficacité de conversion, puissance élevée et autres avantages, ces lasers sont particulièrement adaptés à l'usinage laser, aux communications optiques et à d'autres domaines. Aujourd'hui, les lasers à semi-conducteurs à émission latérale occupent une place importante dans l'industrie optoélectronique et leurs applications couvrent l'industrie, les télécommunications, la science, le grand public, l'armée et l'aérospatiale. Grâce au développement et aux progrès technologiques, la puissance, la fiabilité et l'efficacité de conversion énergétique des lasers à semi-conducteurs à émission latérale ont été considérablement améliorées, et leurs perspectives d'application sont de plus en plus vastes.
Ensuite, je vous amènerai à apprécier davantage le charme unique de l'émission latéralelasers à semi-conducteurs.
Figure 1 (à gauche) : schéma de structure du laser à semi-conducteur à émission latérale et (à droite) : schéma de structure du laser à cavité verticale à émission par la surface
2. Principe de fonctionnement du semi-conducteur à émission de bordlaser
La structure d'un laser à semi-conducteur à émission par la tranche peut être divisée en trois parties : la région active du semi-conducteur, la source de pompage et le résonateur optique. Contrairement aux résonateurs des lasers à cavité verticale à émission par la surface (composés de miroirs de Bragg supérieur et inférieur), les résonateurs des lasers à semi-conducteur à émission par la tranche sont principalement constitués de films optiques sur leurs deux faces. La structure typique d'un dispositif EEL et celle du résonateur sont illustrées à la figure 2. Dans un laser à semi-conducteur à émission par la tranche, le photon est amplifié par sélection de mode dans le résonateur, et le laser est formé parallèlement à la surface du substrat. Les lasers à semi-conducteur à émission par la tranche offrent une large gamme de longueurs d'onde de fonctionnement et conviennent à de nombreuses applications pratiques, ce qui en fait des sources laser idéales.
Les indices d'évaluation des performances des lasers à semi-conducteurs à émission latérale sont également cohérents avec ceux d'autres lasers à semi-conducteurs, notamment : (1) la longueur d'onde du laser ; (2) le courant de seuil Ith, c'est-à-dire le courant auquel la diode laser commence à générer une oscillation laser ; (3) le courant de travail Iop, c'est-à-dire le courant d'attaque lorsque la diode laser atteint la puissance de sortie nominale, ce paramètre est appliqué à la conception et à la modulation du circuit d'attaque laser ; (4) l'efficacité de la pente ; (5) l'angle de divergence verticale θ⊥ ; (6) l'angle de divergence horizontale θ∥ ; (7) surveiller le courant Im, c'est-à-dire la taille du courant de la puce laser à semi-conducteur à la puissance de sortie nominale.
3. Progrès de la recherche sur les lasers à semi-conducteurs à émission latérale à base de GaAs et de GaN
Le laser à semi-conducteur à base de GaAs est l'une des technologies laser à semi-conducteurs les plus abouties. Actuellement, les lasers à semi-conducteur à émission latérale basés sur le GaAs dans le proche infrarouge (760-1060 nm) sont largement utilisés commercialement. Matériau semi-conducteur de troisième génération après le Si et le GaAs, le GaN suscite un vif intérêt dans la recherche scientifique et l'industrie en raison de ses excellentes propriétés physiques et chimiques. Grâce au développement de dispositifs optoélectroniques à base de GAN et aux efforts des chercheurs, les diodes électroluminescentes et les lasers à émission latérale à base de GAN ont été industrialisés.
Date de publication : 16 janvier 2024