הקדמה צו ווערטיקאַל קאַוואַטי ייבערפלאַך ימיטינגהאַלב-קאָנדוקטאָר לאַזער(VCSEL)
ווערטיקאַלע עקסטערנע קאַוואַטי ייבערפלאַך-עמיטינג לייזערס זענען דעוועלאָפּעד געוואָרן אין מיטן 1990ער יאָרן צו באַקומען אַ שליסל פּראָבלעם וואָס האָט געפּלאָגט די אַנטוויקלונג פון טראַדיציאָנעלע האַלב-קאָנדוקטאָר לייזערס: ווי צו פּראָדוצירן הויך-מאַכט לאַזער אַוטפּוץ מיט הויך שטראַל קוואַליטעט אין פונדאַמענטאַל טראַנסווערס מאָדע.
ווערטיקאַלע עקסטערנע קאַוואַטי ייבערפלאַך-עמיטינג לייזערס (וועקסעלס), אויך באַקאַנט וויהאַלב-קאָנדוקטאָר דיסק לייזערס(SDL), זענען א רעלאטיוו נייער מיטגליד פון דער לייזער פאמיליע. עס קען דיזיינען די עמיסיע כוואליע דורך ענדערן די מאטעריאל קאמפאזיציע און גרעב פון די קוואנטום ברונעם אין די האלב-קאנדוקטאר געווינס מעדיום, און קאמבינירט מיט אינטרא-קאוויטי פרעקווענץ פארדאפלונג קען דעקן א ברייטע כוואליע קייט פון אולטראוויאלעט ביז ווייט אינפרארעד, דערגרייכנדיג הויכע מאכט ארויסגאנג בשעת'ן אויפהאלטן א נידריגע דיווערדזשענס ווינקל קייַלעכדיק סימעטריש לייזער שטראל. דער לייזער רעזאנאטאר איז צוזאמענגעשטעלט פון דער אונטערשטער DBR סטרוקטור פון דעם געווינס טשיפּ און דעם פונדרויסנדיקן ארויסגאנג קאפלונג שפיגל. די אייגנארטיגע פונדרויסנדיקע רעזאנאטאר סטרוקטור ערלויבט אפטישע עלעמענטן צו ווערן אריינגעשטעלט אין דער קאויטי פאר אפעראציעס ווי פרעקווענץ פארדאפלונג, פרעקווענץ חילוק, און מאָדע-לאקינג, מאכנדיג VECSEL אן אידעאלע...לאַזער מקורפֿאַר אַפּליקאַציעס פֿון ביאָפֿאָטאָניק, ספּעקטראָסקאָפּיע,לאַזער מעדיצין, און לאַזער פּראַיעקציע.
דער רעזאָנאַטאָר פֿון דעם VC-איבערפֿלאַך עמיטינג האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזער איז פּערפּענדיקולאַר צו דער פלאַך וווּ דער אַקטיווער ראַיאָן געפֿינט זיך, און זײַן אַרויסגאַנג ליכט איז פּערפּענדיקולאַר צו דער פלאַך פֿון דער אַקטיווער ראַיאָן, ווי געוויזן אין דער פֿיגור. VCSEL האָט אייגענאַרטיקע מעלות, אַזאַ ווי קליינע גרייס, הויכע פֿרעקווענץ, גוטע שטראַל קוואַליטעט, גרויסע קאַוואַטי ייבערפלאַך שאָדן שוועל, און אַ רעלאַטיוו פּשוט פּראָדוקציע פּראָצעס. עס ווײַזט אויסגעצייכנטע פאָרשטעלונג אין די אַפּליקאַציעס פֿון לאַזער אַרויסווייַזונג, אָפּטישע קאָמוניקאַציע און אָפּטישע זייגער. אָבער, VCsels קענען נישט באַקומען הויך-מאַכט לייזערס העכער דעם וואַט לעוועל, אַזוי זיי קענען נישט געניצט ווערן אין פֿעלדער מיט הויכע מאַכט רעקווייערמענץ.
דער לאַזער רעזאָנאַטאָר פון VCSEL איז צוזאַמענגעשטעלט פון אַ פאַרשפּרייטן בראַגג רעפלעקטאָר (DBR) צוזאַמענגעשטעלט פון אַ מולטי-שיכטיקער עפּיטאַקסיאַל סטרוקטור פון האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַל אויף ביידע די אויבערשטע און אונטערשטע זייטן פון דער אַקטיווער געגנט, וואָס איז זייער אַנדערש פון דעםלאַזעררעזאָנאַטאָר צוזאַמענגעשטעלט פון שפּאַלטונג פלאַך אין EEL. די ריכטונג פון די VCSEL אָפּטיש רעזאָנאַטאָר איז פּערפּענדיקולאַר צו דער טשיפּ ייבערפלאַך, די לאַזער רעזולטאַט איז אויך פּערפּענדיקולאַר צו דער טשיפּ ייבערפלאַך, און די רעפלעקטיוויטי פון ביידע זייטן פון די DBR איז פיל העכער ווי די פון די EEL לייזונג פלאַך.
די לענג פון די לייזער רעזאָנאַטאָר פון VCSEL איז בכלל אַ פּאָר מיקראָנס, וואָס איז פיל קלענער ווי די פון די מילימעטער רעזאָנאַטאָר פון EEL, און די איין-וועג געווינס באקומען דורך די אָפּטיש פעלד אָסצילאַציע אין די קאַוואַטי איז נידעריק. כאָטש די פונדאַמענטאַל טראַנסווערס מאָדע רעזולטאַט קען זיין דערגרייכט, די רעזולטאַט מאַכט קען בלויז דערגרייכן עטלעכע מיליוואַטס. די קראָס-סעקשאַן פּראָפיל פון די VCSEL רעזולטאַט לייזער שטראַל איז קייַלעכדיק, און די דיווערדזשאַנס ווינקל איז פיל קלענער ווי די פון די ברעג-עמיטינג לייזער שטראַל. צו דערגרייכן הויך מאַכט רעזולטאַט פון VCSEL, עס איז נייטיק צו פאַרגרעסערן די ליכטיק געגנט צו צושטעלן מער געווינס, און די פאַרגרעסערן פון די ליכטיק געגנט וועט פאַרשאַפן די רעזולטאַט לייזער צו ווערן אַ מולטי-מאָד רעזולטאַט. אין דער זעלביקער צייט, עס איז שווער צו דערגרייכן מונדיר קראַנט ינדזשעקשאַן אין אַ גרויס ליכטיק געגנט, און די אומגלייַך קראַנט ינדזשעקשאַן וועט פאַרשטאַרקן וויסט היץ אַקיומיאַליישאַן. אין קורץ, די VCSEL קענען אַרויסגעבן די גרונט מאָדע קייַלעכדיק סימעטריק אָרט דורך גלייַך סטרוקטוראַל פּלאַן, אָבער די רעזולטאַט מאַכט איז נידעריק ווען די רעזולטאַט איז איין מאָדע. דעריבער, קייפל VCsels זענען אָפט ינטעגרירט אין די רעזולטאַט מאָדע.
פּאָסט צייט: 21סטן מײַ 2024