Kynning á hálfleiðara leysi sem gefur frá sér lóðrétt hola yfirborð (VCSEL)

Kynning á losun yfirborðs í lóðréttu holrúmihálfleiðara leysir(VCSEL)
Lóðréttir yfirborðsgeislar fyrir ytra holrúm voru þróaðir um miðjan tíunda áratuginn til að vinna bug á lykilvandamáli sem hefur hrjáð þróun hefðbundinna hálfleiðara leysigeisla: hvernig á að framleiða aflmikil leysigeislaútgang með háum geislagæðum í grundvallarþversniði.
Lóðrétt ytra hola yfirborðsgeislandi leysir (Vecsels), einnig þekkt semhálfleiðara diskur leysir(SDL), eru tiltölulega nýr meðlimur laser fjölskyldunnar. Það getur hannað útblástursbylgjulengdina með því að breyta efnissamsetningu og þykkt skammtabrunnsins í hálfleiðaraaukningarmiðlinum og ásamt innanhola tíðni tvöföldun getur það náð yfir breitt bylgjulengdarsvið frá útfjólubláu til langt innrauða, ná háu afköstum á sama tíma og lítilli munur er viðhaldið. Horn hringlaga samhverfur leysigeisli. Leysiróminn samanstendur af neðri DBR uppbyggingu ávinningsflíssins og ytri úttakstengispeglinum. Þessi einstaka ytri resonator uppbygging gerir kleift að setja sjónræna þætti í holrúmið fyrir aðgerðir eins og tíðnistvöldun, tíðnimun og hamlæsingu, sem gerir VECSEL að tilvalinnileysir uppsprettafyrir forrit allt frá lífljóseindafræði, litrófsgreiningu,laser lyf, og leysir vörpun.
Ómun VC-yfirborðs-geislandi hálfleiðara leysisins er hornrétt á planið þar sem virka svæðið er staðsett, og úttaksljós hans er hornrétt á plan virka svæðisins, eins og sýnt er á myndinni.VCSEL hefur einstaka kosti, eins og lítið stærð, há tíðni, góð geisla gæði, stór yfirborðsskemmdamörk í holrúmi og tiltölulega einfalt framleiðsluferli. Það sýnir framúrskarandi frammistöðu í notkun leysirskjás, sjónsamskipta og ljósklukku. Hins vegar geta VCsels ekki fengið aflmikla leysigeisla yfir wattastiginu, svo ekki er hægt að nota þá á sviðum með mikla aflþörf.

Geislaómunarbúnaður VCSEL er samsettur úr dreifðu Bragg endurskinsmerki (DBR) sem samanstendur af fjöllaga epitaxial uppbyggingu hálfleiðara efnis á bæði efri og neðri hlið virka svæðisins, sem er mjög frábrugðiðleysirresonator samsettur úr klofningsplani í EEL. Stefna VCSEL sjónresonans er hornrétt á flísyfirborðið, leysiframleiðslan er einnig hornrétt á flísyfirborðið og endurspeglun beggja hliða DBR er miklu hærri en EEL lausnarplansins.
Lengd leysirómans VCSEL er yfirleitt nokkrar míkron, sem er mun minni en millimetra resonator EEL, og einhliða ávinningurinn sem fæst með sjónsviðssveiflu í holrýminu er lág. Þrátt fyrir að hægt sé að ná fram grunnútgangi þversniðs getur úttaksaflið aðeins náð nokkrum millivöttum. Þversniðssnið VCSEL úttaks leysigeisla er hringlaga og frávikshornið er mun minna en leysigeisla sem gefur frá sér brún. Til að ná háum afköstum VCSEL er nauðsynlegt að auka ljósasvæðið til að veita meiri ávinning og aukning á ljósasvæðinu mun valda því að úttaksleysirinn verður fjölstillingarútgangur. Á sama tíma er erfitt að ná samræmdri strauminnspýtingu á stóru lýsandi svæði og ójöfn strauminnspýting mun auka uppsöfnun úrgangshita. Í stuttu máli getur VCSEL gefið út hringlaga samhverfa blettinn í grunnstillingu með hæfilegri byggingarhönnun, en úttaksstyrkur er lágur þegar framleiðslan er einn háttur. Þess vegna eru margar VCsels oft samþættar í framleiðsluhaminn.