આદર્શ લેસર સ્ત્રોતની પસંદગી: એજ એમિશન સેમિકન્ડક્ટર લેસર ભાગ એક

આદર્શની પસંદગીલેસર સ્ત્રોત: ધાર ઉત્સર્જન સેમિકન્ડક્ટર લેસર
1. પરિચય
સેમિકન્ડક્ટર લેસરરેઝોનેટરની વિવિધ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ અનુસાર ચિપ્સને એજ એમિટીંગ લેસર ચિપ્સ (EEL) અને વર્ટિકલ કેવિટી સરફેસ એમિટીંગ લેસર ચિપ્સ (VCSEL)માં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, અને તેમના ચોક્કસ માળખાકીય તફાવતો આકૃતિ 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. વર્ટિકલ કેવિટી સરફેસ એમિટીંગ લેસર, ધાર સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે. ઉત્સર્જિત સેમિકન્ડક્ટર લેસર ટેકનોલોજી વિકાસ વધુ પરિપક્વ છે, વિશાળ તરંગલંબાઇ શ્રેણી, ઉચ્ચઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલરૂપાંતર કાર્યક્ષમતા, મોટી શક્તિ અને અન્ય ફાયદા, લેસર પ્રોસેસિંગ, ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન અને અન્ય ક્ષેત્રો માટે ખૂબ જ યોગ્ય. હાલમાં, એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરો ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે, અને તેમની એપ્લિકેશન્સમાં ઉદ્યોગ, ટેલિકોમ્યુનિકેશન, વિજ્ઞાન, ગ્રાહક, લશ્કરી અને એરોસ્પેસ આવરી લેવામાં આવ્યા છે. ટેક્નોલૉજીના વિકાસ અને પ્રગતિ સાથે, એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની શક્તિ, વિશ્વસનીયતા અને ઊર્જા રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતામાં ઘણો સુધારો થયો છે, અને તેમની એપ્લિકેશનની સંભાવનાઓ વધુને વધુ વ્યાપક છે.
આગળ, હું તમને બાજુ-ઉત્સર્જનના અનન્ય વશીકરણની વધુ પ્રશંસા કરવા દોરીશસેમિકન્ડક્ટર લેસરો.

આકૃતિ 1 (ડાબે) બાજુ એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસર અને (જમણે) વર્ટિકલ કેવિટી સપાટી એમિટિંગ લેસર સ્ટ્રક્ચર ડાયાગ્રામ

2. ધાર ઉત્સર્જન સેમિકન્ડક્ટરના કાર્યકારી સિદ્ધાંતલેસર
એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરની રચનાને નીચેના ત્રણ ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: સેમિકન્ડક્ટર સક્રિય પ્રદેશ, પંપ સ્ત્રોત અને ઓપ્ટિકલ રેઝોનેટર. વર્ટિકલ કેવિટી સરફેસ-એમિટિંગ લેસરો (જે ઉપર અને નીચે બ્રેગ મિરર્સથી બનેલા હોય છે) ના રેઝોનેટરથી અલગ હોય છે, એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ડિવાઇસમાં રિઝોનેટર્સ મુખ્યત્વે બંને બાજુઓ પર ઓપ્ટિકલ ફિલ્મોથી બનેલા હોય છે. લાક્ષણિક EEL ઉપકરણ માળખું અને રેઝોનેટર માળખું આકૃતિ 2 માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. ધાર-ઉત્સર્જન સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉપકરણમાં ફોટોન રેઝોનેટરમાં મોડ પસંદગી દ્વારા વિસ્તૃત થાય છે, અને લેસર સબસ્ટ્રેટ સપાટીની સમાંતર દિશામાં રચાય છે. એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉપકરણોમાં ઓપરેટિંગ તરંગલંબાઇની વિશાળ શ્રેણી હોય છે અને તે ઘણા વ્યવહારુ કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય છે, તેથી તે આદર્શ લેસર સ્ત્રોતોમાંથી એક બની જાય છે.

એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરોના પ્રદર્શન મૂલ્યાંકન સૂચકાંકો અન્ય સેમિકન્ડક્ટર લેસરો સાથે પણ સુસંગત છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: (1) લેસર લેસિંગ તરંગલંબાઇ; (2) થ્રેશોલ્ડ કરંટ Ith, એટલે કે, લેસર ડાયોડ લેસર ઓસિલેશન જનરેટ કરવાનું શરૂ કરે છે તે વર્તમાન; (3) કાર્યકારી વર્તમાન Iop, એટલે કે, ડ્રાઇવિંગ વર્તમાન જ્યારે લેસર ડાયોડ રેટેડ આઉટપુટ પાવર સુધી પહોંચે છે, આ પરિમાણ લેસર ડ્રાઇવ સર્કિટની ડિઝાઇન અને મોડ્યુલેશન પર લાગુ થાય છે; (4) ઢાળ કાર્યક્ષમતા; (5) વર્ટિકલ ડાયવર્જન્સ એન્ગલ θ⊥; (6) આડું વિચલન કોણ θ∥; (7) વર્તમાન ઇમને મોનિટર કરો, એટલે કે, રેટેડ આઉટપુટ પાવર પર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપનું વર્તમાન કદ.

3. GaAs અને GaN આધારિત ધાર ઉત્સર્જન કરતા સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની સંશોધન પ્રગતિ
GaAs સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી પર આધારિત સેમિકન્ડક્ટર લેસર એ સૌથી પરિપક્વ સેમિકન્ડક્ટર લેસર તકનીકોમાંની એક છે. હાલમાં, GAAS-આધારિત નજીક-ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડ (760-1060 nm) એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરો વ્યાપકપણે વ્યાવસાયિક રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. Si અને GaAs પછી ત્રીજી પેઢીના સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી તરીકે, GaN તેના ઉત્તમ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને કારણે વૈજ્ઞાનિક સંશોધન અને ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ચિંતિત છે. GAN-આધારિત ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના વિકાસ અને સંશોધકોના પ્રયાસો સાથે, GAN-આધારિત પ્રકાશ-ઉત્સર્જનશીલ ડાયોડ્સ અને એજ-એમિટિંગ લેસરોનું ઔદ્યોગિકીકરણ કરવામાં આવ્યું છે.