આદર્શ લેસર સ્ત્રોતની પસંદગી: એજ એમિશન સેમિકન્ડક્ટર લેસર ભાગ એક

આદર્શની પસંદગીલેસર સ્ત્રોત: એજ એમિશન સેમિકન્ડક્ટર લેસર
૧. પરિચય
સેમિકન્ડક્ટર લેસરરેઝોનેટરની વિવિધ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ અનુસાર ચિપ્સને એજ એમિટિંગ લેસર ચિપ્સ (EEL) અને વર્ટિકલ કેવિટી સરફેસ એમિટિંગ લેસર ચિપ્સ (VCSEL) માં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, અને તેમના ચોક્કસ માળખાકીય તફાવતો આકૃતિ 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. વર્ટિકલ કેવિટી સરફેસ એમિટિંગ લેસરની તુલનામાં, એજ એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ટેકનોલોજી વિકાસ વધુ પરિપક્વ છે, વિશાળ તરંગલંબાઇ શ્રેણી સાથે, ઉચ્ચઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલરૂપાંતર કાર્યક્ષમતા, મોટી શક્તિ અને અન્ય ફાયદા, લેસર પ્રોસેસિંગ, ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન અને અન્ય ક્ષેત્રો માટે ખૂબ જ યોગ્ય. હાલમાં, એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરો ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે, અને તેમના ઉપયોગો ઉદ્યોગ, ટેલિકોમ્યુનિકેશન, વિજ્ઞાન, ગ્રાહક, લશ્કરી અને એરોસ્પેસને આવરી લે છે. ટેકનોલોજીના વિકાસ અને પ્રગતિ સાથે, એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની શક્તિ, વિશ્વસનીયતા અને ઊર્જા રૂપાંતર કાર્યક્ષમતામાં ઘણો સુધારો થયો છે, અને તેમની એપ્લિકેશનની સંભાવનાઓ વધુને વધુ વ્યાપક બની રહી છે.
આગળ, હું તમને સાઇડ-એમિટિંગના અનોખા આકર્ષણની વધુ પ્રશંસા કરવા દોરીશસેમિકન્ડક્ટર લેસરો.

આકૃતિ 1 (ડાબી) બાજુ ઉત્સર્જક સેમિકન્ડક્ટર લેસર અને (જમણી) ઊભી પોલાણ સપાટી ઉત્સર્જક લેસર માળખું આકૃતિ

2. એજ એમિશન સેમિકન્ડક્ટરનો કાર્ય સિદ્ધાંતલેસર
એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરની રચનાને નીચેના ત્રણ ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: સેમિકન્ડક્ટર એક્ટિવ રિજન, પંપ સોર્સ અને ઓપ્ટિકલ રેઝોનેટર. વર્ટિકલ કેવિટી સરફેસ-એમિટિંગ લેસરો (જે ઉપર અને નીચેના બ્રેગ મિરર્સથી બનેલા હોય છે) ના રેઝોનેટરથી અલગ, એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ડિવાઇસમાં રેઝોનેટર મુખ્યત્વે બંને બાજુઓ પર ઓપ્ટિકલ ફિલ્મોથી બનેલા હોય છે. લાક્ષણિક EEL ડિવાઇસ સ્ટ્રક્ચર અને રેઝોનેટર સ્ટ્રક્ચર આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવ્યું છે. એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ડિવાઇસમાં ફોટોન રેઝોનેટરમાં મોડ સિલેક્શન દ્વારા એમ્પ્લીફાઇડ થાય છે, અને લેસર સબસ્ટ્રેટ સપાટીની સમાંતર દિશામાં રચાય છે. એજ-એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ડિવાઇસમાં ઓપરેટિંગ તરંગલંબાઇની વિશાળ શ્રેણી હોય છે અને તે ઘણા વ્યવહારુ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય છે, તેથી તે આદર્શ લેસર સ્ત્રોતોમાંના 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 ઉત્પન્ન કરવાનું શરૂ કરે છે તે કરંટ; (3) કાર્યકારી કરંટ Iop, એટલે કે, જ્યારે લેસર ડાયોડ રેટેડ આઉટપુટ પાવર સુધી પહોંચે છે ત્યારે ડ્રાઇવિંગ કરંટ, આ પરિમાણ લેસર ડ્રાઇવ સર્કિટની ડિઝાઇન અને મોડ્યુલેશન પર લાગુ થાય છે; (4) ઢાળ કાર્યક્ષમતા; (5) વર્ટિકલ ડાયવર્જન્સ એંગલ θ⊥; (6) હોરિઝોન્ટલ ડાયવર્જન્સ એંગલ θ∥; (7) રેટેડ આઉટપુટ પાવર પર વર્તમાન Im, એટલે કે સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપનું વર્તમાન કદ મોનિટર કરો.

૩. GaAs અને GaN આધારિત એજ એમિટિંગ સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની સંશોધન પ્રગતિ
GaAs સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલ પર આધારિત સેમિકન્ડક્ટર લેસર એ સૌથી પરિપક્વ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ટેકનોલોજીમાંની એક છે. હાલમાં, GAAS-આધારિત નજીકના-ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડ (760-1060 nm) ધાર-ઉત્સર્જન કરતા સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો વ્યાપકપણે વ્યાપારી રીતે ઉપયોગ થાય છે. Si અને GaAs પછી ત્રીજી પેઢીના સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલ તરીકે, GaN તેના ઉત્તમ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને કારણે વૈજ્ઞાનિક સંશોધન અને ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ચિંતિત છે. GAN-આધારિત ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના વિકાસ અને સંશોધકોના પ્રયાસો સાથે, GAN-આધારિત પ્રકાશ-ઉત્સર્જન કરતા ડાયોડ્સ અને ધાર-ઉત્સર્જન કરતા લેસરોનું ઔદ્યોગિકીકરણ થયું છે.