ठाडो गुहा सतह उत्सर्जनको परिचयअर्धचालक लेजर(VCSEL)
परम्परागत अर्धचालक लेजरहरूको विकासलाई बाधा पुर्याएको एउटा प्रमुख समस्यालाई पार गर्न १९९० को दशकको मध्यतिर ठाडो बाह्य गुहा सतह-उत्सर्जक लेजरहरू विकास गरिएको थियो: आधारभूत ट्रान्सभर्स मोडमा उच्च बीम गुणस्तरको साथ उच्च-शक्ति लेजर आउटपुटहरू कसरी उत्पादन गर्ने।
ठाडो बाह्य गुहा सतह-उत्सर्जक लेजरहरू (Vecsels), जसलाई पनि भनिन्छअर्धचालक डिस्क लेजरहरू(SDL), लेजर परिवारको अपेक्षाकृत नयाँ सदस्य हुन्। यसले अर्धचालक लाभ माध्यममा क्वान्टम वेलको सामग्री संरचना र मोटाई परिवर्तन गरेर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य डिजाइन गर्न सक्छ, र इन्ट्राक्याभिटी फ्रिक्वेन्सी डबलिङसँग मिलाएर पराबैंगनीदेखि टाढा इन्फ्रारेडसम्मको फराकिलो तरंगदैर्ध्य दायरा कभर गर्न सक्छ, कम विचलन कोण गोलाकार सममित लेजर बीम कायम राख्दै उच्च पावर आउटपुट प्राप्त गर्दछ। लेजर रेजोनेटर लाभ चिपको तल्लो DBR संरचना र बाह्य आउटपुट युग्मन मिररबाट बनेको हुन्छ। यो अद्वितीय बाह्य रेजोनेटर संरचनाले फ्रिक्वेन्सी डबलिङ, फ्रिक्वेन्सी भिन्नता, र मोड-लकिङ जस्ता कार्यहरूको लागि अप्टिकल तत्वहरूलाई गुहामा घुसाउन अनुमति दिन्छ, जसले VECSEL लाई एक आदर्श बनाउँछ।लेजर स्रोतबायोफोटोनिक्स, स्पेक्ट्रोस्कोपीदेखि लिएर अनुप्रयोगहरूको लागि,लेजर औषधि, र लेजर प्रक्षेपण।
VC-सतह उत्सर्जक अर्धचालक लेजरको रेजोनेटर सक्रिय क्षेत्र अवस्थित समतलमा लम्ब हुन्छ, र यसको आउटपुट प्रकाश सक्रिय क्षेत्रको समतलमा लम्ब हुन्छ, जुन चित्रमा देखाइएको छ। VCSEL का अद्वितीय फाइदाहरू छन्, जस्तै सानो आकार, उच्च आवृत्ति, राम्रो बीम गुणस्तर, ठूलो गुहा सतह क्षति थ्रेसहोल्ड, र अपेक्षाकृत सरल उत्पादन प्रक्रिया। यसले लेजर डिस्प्ले, अप्टिकल कम्युनिकेसन र अप्टिकल घडीको अनुप्रयोगहरूमा उत्कृष्ट प्रदर्शन देखाउँछ। यद्यपि, VCsels ले वाट स्तर भन्दा माथि उच्च-शक्ति लेजरहरू प्राप्त गर्न सक्दैन, त्यसैले तिनीहरूलाई उच्च शक्ति आवश्यकताहरू भएका क्षेत्रहरूमा प्रयोग गर्न सकिँदैन।
VCSEL को लेजर रेजोनेटर सक्रिय क्षेत्रको माथिल्लो र तल्लो दुवै छेउमा अर्धचालक सामग्रीको बहु-तह एपिटेक्सियल संरचनाबाट बनेको वितरित ब्राग रिफ्लेक्टर (DBR) बाट बनेको छ, जुन धेरै फरक छ।लेजरEEL मा क्लीभेज प्लेनबाट बनेको रेजोनेटर। VCSEL अप्टिकल रेजोनेटरको दिशा चिप सतहमा लम्ब छ, लेजर आउटपुट पनि चिप सतहमा लम्ब छ, र DBR को दुबै छेउको परावर्तनशीलता EEL समाधान प्लेनको भन्दा धेरै बढी छ।
VCSEL को लेजर रेजोनेटरको लम्बाइ सामान्यतया केही माइक्रोन हुन्छ, जुन EEL को मिलिमिटर रेजोनेटर भन्दा धेरै सानो हुन्छ, र गुहामा अप्टिकल फिल्ड दोलन द्वारा प्राप्त एक-तर्फी लाभ कम हुन्छ। यद्यपि आधारभूत ट्रान्सभर्स मोड आउटपुट प्राप्त गर्न सकिन्छ, आउटपुट पावर धेरै मिलिवाट मात्र पुग्न सक्छ। VCSEL आउटपुट लेजर बीमको क्रस-सेक्शन प्रोफाइल गोलाकार छ, र विचलन कोण किनारा-उत्सर्जक लेजर बीम भन्दा धेरै सानो छ। VCSEL को उच्च शक्ति आउटपुट प्राप्त गर्न, अधिक लाभ प्रदान गर्न चमकदार क्षेत्र बढाउन आवश्यक छ, र चमकदार क्षेत्रको वृद्धिले आउटपुट लेजरलाई बहु-मोड आउटपुट बनाउनेछ। एकै समयमा, ठूलो चमकदार क्षेत्रमा एकरूप वर्तमान इंजेक्शन प्राप्त गर्न गाह्रो छ, र असमान वर्तमान इंजेक्शनले फोहोर ताप संचयलाई बढावा दिनेछ। छोटकरीमा, VCSEL ले उचित संरचनात्मक डिजाइन मार्फत आधारभूत मोड गोलाकार सममित स्थान आउटपुट गर्न सक्छ, तर आउटपुट एकल मोड हुँदा आउटपुट पावर कम हुन्छ।त्यसकारण, धेरै VCsels प्रायः आउटपुट मोडमा एकीकृत हुन्छन्।
पोस्ट समय: मे-२१-२०२४