ಆದರ್ಶ ಲೇಸರ್ ಮೂಲದ ಆಯ್ಕೆ: ಅಂಚಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ ಭಾಗ ಒಂದು

ಆದರ್ಶದ ಆಯ್ಕೆಲೇಸರ್ ಮೂಲ: ಅಂಚಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್
1. ಪರಿಚಯ
ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ರೆಸೋನೇಟರ್‌ಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಚಿಪ್‌ಗಳನ್ನು ಎಡ್ಜ್ ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಲೇಸರ್ ಚಿಪ್‌ಗಳು (EEL) ಮತ್ತು ಲಂಬ ಕ್ಯಾವಿಟಿ ಸರ್ಫೇಸ್ ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಲೇಸರ್ ಚಿಪ್‌ಗಳು (VCSEL) ಎಂದು ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರಚನಾತ್ಮಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಲಂಬ ಕ್ಯಾವಿಟಿ ಸರ್ಫೇಸ್ ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಲೇಸರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಎಡ್ಜ್ ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗಿದೆ, ವಿಶಾಲ ತರಂಗಾಂತರ ಶ್ರೇಣಿಯೊಂದಿಗೆ, ಹೆಚ್ಚಿನದುವಿದ್ಯುತ್-ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆ, ದೊಡ್ಡ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಇತರ ಅನುಕೂಲಗಳು, ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನ ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಗೆ ತುಂಬಾ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಎಡ್ಜ್-ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಉದ್ಯಮದ ಪ್ರಮುಖ ಭಾಗವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ಉದ್ಯಮ, ದೂರಸಂಪರ್ಕ, ವಿಜ್ಞಾನ, ಗ್ರಾಹಕ, ಮಿಲಿಟರಿ ಮತ್ತು ಏರೋಸ್ಪೇಸ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ, ಎಡ್ಜ್-ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಶಕ್ತಿ, ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ವಿಸ್ತಾರವಾಗಿವೆ.
ಮುಂದೆ, ಪಾರ್ಶ್ವ-ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ವಿಶಿಷ್ಟ ಮೋಡಿಯನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಮೆಚ್ಚುವಂತೆ ನಾನು ನಿಮ್ಮನ್ನು ಕರೆದೊಯ್ಯುತ್ತೇನೆ.ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳು.

ಚಿತ್ರ 1 (ಎಡ) ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸುವ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ ಮತ್ತು (ಬಲ) ಲಂಬ ಕುಹರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಹೊರಸೂಸುವ ಲೇಸರ್ ರಚನೆಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರ

2. ಅಂಚಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಅರೆವಾಹಕದ ಕೆಲಸದ ತತ್ವಲೇಸರ್
ಅಂಚು-ಹೊರಸೂಸುವ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ನ ರಚನೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಮೂರು ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಅರೆವಾಹಕ ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರದೇಶ, ಪಂಪ್ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರೆಸೋನೇಟರ್. ಲಂಬ ಕುಹರದ ಮೇಲ್ಮೈ-ಹೊರಸೂಸುವ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಅನುರಣಕಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ (ಇವು ಮೇಲಿನ ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ಬ್ರಾಗ್ ಕನ್ನಡಿಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ), ಅಂಚು-ಹೊರಸೂಸುವ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿನ ಅನುರಣಕಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟ EEL ಸಾಧನ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಅನುರಣಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಂಚು-ಹೊರಸೂಸುವ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ ಸಾಧನದಲ್ಲಿನ ಫೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಅನುರಣಕದಲ್ಲಿ ಮೋಡ್ ಆಯ್ಕೆಯಿಂದ ವರ್ಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ತಲಾಧಾರ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸಮಾನಾಂತರ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂಚು-ಹೊರಸೂಸುವ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ ಸಾಧನಗಳು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತರಂಗಾಂತರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವು ಆದರ್ಶ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗುತ್ತವೆ.

ಎಡ್ಜ್-ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಸೂಚ್ಯಂಕಗಳು ಇತರ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಹ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ: (1) ಲೇಸರ್ ಲೇಸಿಂಗ್ ತರಂಗಾಂತರ; (2) ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್ Ith, ಅಂದರೆ, ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್ ಲೇಸರ್ ಆಂದೋಲನವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುವ ಪ್ರವಾಹ; (3) ವರ್ಕಿಂಗ್ ಕರೆಂಟ್ Iop, ಅಂದರೆ, ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್ ರೇಟ್ ಮಾಡಲಾದ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ ಚಾಲನಾ ಪ್ರವಾಹ, ಈ ನಿಯತಾಂಕವನ್ನು ಲೇಸರ್ ಡ್ರೈವ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; (4) ಇಳಿಜಾರು ದಕ್ಷತೆ; (5) ಲಂಬ ಡೈವರ್ಜೆನ್ಸ್ ಕೋನ θ⊥; (6) ಅಡ್ಡ ಡೈವರ್ಜೆನ್ಸ್ ಕೋನ θ∥; (7) ಕರೆಂಟ್ Im ಅನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಿ, ಅಂದರೆ, ರೇಟ್ ಮಾಡಲಾದ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ ಚಿಪ್‌ನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಗಾತ್ರ.

3. GaAs ಮತ್ತು GaN ಆಧಾರಿತ ಅಂಚಿನ ಹೊರಸೂಸುವ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಗತಿ
GaAs ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಬುದ್ಧ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, GAAS-ಆಧಾರಿತ ನಿಯರ್-ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ (760-1060 nm) ಎಡ್ಜ್-ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. Si ಮತ್ತು GaAs ನಂತರ ಮೂರನೇ ಪೀಳಿಗೆಯ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ, GaN ಅದರ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಕಾಳಜಿ ವಹಿಸುತ್ತಿದೆ. GAN-ಆಧಾರಿತ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧಕರ ಪ್ರಯತ್ನಗಳೊಂದಿಗೆ, GAN-ಆಧಾರಿತ ಬೆಳಕು-ಹೊರಸೂಸುವ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಎಡ್ಜ್-ಎಮಿಟಿಂಗ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಕೈಗಾರಿಕೀಕರಣಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ.