Kynning á lóðréttum holrýmis-yfirborðsgeislandi hálfleiðaralasera (VCSEL)

Kynning á yfirborðsgeislun lóðréttra holahálfleiðara leysir(VCSEL)
Lóðréttir ytri hola-yfirborðsgeislandi leysir voru þróaðir um miðjan tíunda áratuginn til að vinna bug á lykilvandamáli sem hefur hrjáð þróun hefðbundinna hálfleiðaraleysira: hvernig á að framleiða öfluga leysigeisla með miklum geislagæði í grundvallarþversniðsham.
Lóðréttir ytri hola yfirborðsgeislandi leysir (Vecsels), einnig þekktir semhálfleiðara disklaserar(SDL) eru tiltölulega nýr meðlimur leysigeisla fjölskyldunnar. Þeir geta hannað útblástursbylgjulengdina með því að breyta efnissamsetningu og þykkt skammtaholunnar í hálfleiðaramagnsmiðlinum og í bland við tvöföldun tíðni innan holrýmisins er hægt að ná yfir breitt bylgjulengdarsvið frá útfjólubláu til fjarinnrauða, sem nær mikilli afköstum en viðheldur lágum frávikshorns hringlaga samhverfum leysigeisla. Leysigeislaómurinn er samsettur úr neðri DBR uppbyggingu magnsflísins og ytri úttakstengispegli. Þessi einstaka ytri ómsbygging gerir kleift að setja ljósleiðaraþætti inn í holrýmið fyrir aðgerðir eins og tíðni tvöföldun, tíðni mismun og hamlæsingu, sem gerir VECSEL að kjörnum...leysigeislagjafifyrir notkun allt frá lífljósfræði, litrófsgreiningu,leysigeislameðferðog leysigeislavörpun.
Ómtæki VC-yfirborðsgeislandi hálfleiðaraleysisins er hornrétt á planið þar sem virka svæðið er staðsett og ljósúttak hans er hornrétt á plan virka svæðisins, eins og sýnt er á myndinni. VCSEL hefur einstaka kosti, svo sem litla stærð, háa tíðni, góða geislagæði, stórt skemmdaþröskuld á yfirborði holrýmis og tiltölulega einfalt framleiðsluferli. Það sýnir framúrskarandi árangur í notkun leysigeisla, ljósleiðarasamskipta og ljósleiðara. Hins vegar geta VCsel ekki fengið háaflsleysi yfir wattastigið, þannig að þau eru ekki hægt að nota á sviðum með mikla orkuþörf.

Leysigeislabreytirinn í VCSEL er samsettur úr dreifðum Bragg-endurskinshluta (DBR) sem samanstendur af fjöllaga epitaxialbyggingu úr hálfleiðaraefni bæði á efri og neðri hliðum virka svæðisins, sem er mjög frábrugðiðleysirÓmbylgjuofn sem samanstendur af klofnunarfleti í EEL. Stefna VCSEL ljósómbylgjunnar er hornrétt á flísyfirborðið, leysigeislunin er einnig hornrétt á flísyfirborðið og endurskinshæfni beggja hliða DBR er mun hærri en í EEL lausnarfletinum.
Lengd leysigeislans í VCSEL er almennt nokkur míkron, sem er mun minni en millimetra leysigeislans í EEL, og einstefnuhagnaðurinn sem fæst með sveiflum ljóssviðsins í holrýminu er lítill. Þó að hægt sé að ná grunnúttaki í þverstillingu getur úttaksafl aðeins náð nokkrum millivöttum. Þversniðssnið VCSEL úttaksleysigeislans er hringlaga og frávikshornið er mun minna en hjá brúngeislanum. Til að ná mikilli afköstum í VCSEL er nauðsynlegt að auka ljóssvæðið til að veita meiri hagnað, og aukning ljóssvæðisins mun valda því að úttaksleysirinn verður fjölstillingarúttak. Á sama tíma er erfitt að ná fram einsleitri strauminnspýtingu í stóru ljóssvæði og ójöfn strauminnspýting mun auka uppsöfnun úrgangshita. Í stuttu máli getur VCSEL gefið út grunnstillingar hringlaga samhverfa punkta með sanngjörnu byggingarhönnun, en úttaksafl er lágt þegar úttakið er einstillingar. Þess vegna eru margar VCsel oft samþættar í úttaksstillinguna.