ઊભી પોલાણ સપાટી ઉત્સર્જનનો પરિચયસેમિકન્ડક્ટર લેસર(વીસીએસઇએલ)
પરંપરાગત સેમિકન્ડક્ટર લેસરોના વિકાસમાં અવરોધરૂપ રહેલી મુખ્ય સમસ્યાને દૂર કરવા માટે 1990 ના દાયકાના મધ્યમાં વર્ટિકલ એક્સટર્નલ કેવિટી સરફેસ-એમિટિંગ લેસરો વિકસાવવામાં આવ્યા હતા: મૂળભૂત ટ્રાન્સવર્સ મોડમાં ઉચ્ચ બીમ ગુણવત્તા સાથે ઉચ્ચ-પાવર લેસર આઉટપુટ કેવી રીતે ઉત્પન્ન કરવા.
ઊભી બાહ્ય પોલાણ સપાટી-ઉત્સર્જન કરતા લેસરો (વેક્સેલ્સ), જેનેસેમિકન્ડક્ટર ડિસ્ક લેસરો(SDL), લેસર પરિવારના પ્રમાણમાં નવા સભ્ય છે. તે સેમિકન્ડક્ટર ગેઇન માધ્યમમાં ક્વોન્ટમ વેલની સામગ્રી રચના અને જાડાઈ બદલીને ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇ ડિઝાઇન કરી શકે છે, અને ઇન્ટ્રાકેવિટી ફ્રીક્વન્સી ડબલિંગ સાથે જોડીને અલ્ટ્રાવાયોલેટથી દૂર ઇન્ફ્રારેડ સુધીની વિશાળ તરંગલંબાઇ શ્રેણીને આવરી શકે છે, નીચા ડાયવર્જન્સ એંગલ ગોળાકાર સપ્રમાણ લેસર બીમને જાળવી રાખીને ઉચ્ચ પાવર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરે છે. લેસર રેઝોનેટર ગેઇન ચિપના તળિયે DBR સ્ટ્રક્ચર અને બાહ્ય આઉટપુટ કપલિંગ મિરરથી બનેલું છે. આ અનન્ય બાહ્ય રેઝોનેટર સ્ટ્રક્ચર ફ્રીક્વન્સી ડબલિંગ, ફ્રીક્વન્સી ડિફરન્સ અને મોડ-લોકિંગ જેવા ઓપરેશન્સ માટે ઓપ્ટિકલ તત્વોને પોલાણમાં દાખલ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે VECSEL ને એક આદર્શ બનાવે છે.લેસર સ્ત્રોતબાયોફોટોનિક્સ, સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીથી લઈને એપ્લિકેશનો માટે,લેસર દવા, અને લેસર પ્રક્ષેપણ.
VC-સપાટી ઉત્સર્જક સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો રેઝોનેટર સક્રિય પ્રદેશ સ્થિત હોય તેવા પ્લેન પર લંબ હોય છે, અને તેનો આઉટપુટ લાઇટ સક્રિય પ્રદેશના પ્લેન પર લંબ હોય છે, જેમ કે આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે. VCSEL ના અનન્ય ફાયદા છે, જેમ કે નાનું કદ, ઉચ્ચ આવર્તન, સારી બીમ ગુણવત્તા, મોટી પોલાણ સપાટી નુકસાન થ્રેશોલ્ડ અને પ્રમાણમાં સરળ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા. તે લેસર ડિસ્પ્લે, ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન અને ઓપ્ટિકલ ઘડિયાળના કાર્યક્રમોમાં ઉત્તમ પ્રદર્શન દર્શાવે છે. જો કે, VCsels વોટ સ્તરથી ઉપર ઉચ્ચ-પાવર લેસરો મેળવી શકતા નથી, તેથી તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ પાવર આવશ્યકતાઓવાળા ક્ષેત્રોમાં થઈ શકતો નથી.
VCSEL નું લેસર રેઝોનેટર સક્રિય ક્ષેત્રની ઉપર અને નીચે બંને બાજુએ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના બહુ-સ્તરીય એપિટેક્સિયલ માળખાથી બનેલું વિતરિત બ્રેગ રિફ્લેક્ટર (DBR) થી બનેલું છે, જે ખૂબ જ અલગ છે.લેસરEEL માં ક્લીવેજ પ્લેનથી બનેલું રેઝોનેટર. VCSEL ઓપ્ટિકલ રેઝોનેટરની દિશા ચિપ સપાટી પર લંબ છે, લેસર આઉટપુટ પણ ચિપ સપાટી પર લંબ છે, અને DBR ની બંને બાજુઓની પરાવર્તકતા EEL સોલ્યુશન પ્લેન કરતા ઘણી વધારે છે.
VCSEL ના લેસર રેઝોનેટરની લંબાઈ સામાન્ય રીતે થોડા માઇક્રોન હોય છે, જે EEL ના મિલીમીટર રેઝોનેટર કરતા ઘણી ઓછી હોય છે, અને પોલાણમાં ઓપ્ટિકલ ફિલ્ડ ઓસિલેશન દ્વારા મેળવેલ એક-માર્ગી ગેઇન ઓછો હોય છે. જોકે મૂળભૂત ટ્રાંસવર્સ મોડ આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, આઉટપુટ પાવર ફક્ત ઘણા મિલીવોટ સુધી પહોંચી શકે છે. VCSEL આઉટપુટ લેસર બીમનો ક્રોસ-સેક્શન પ્રોફાઇલ ગોળાકાર છે, અને ડાયવર્જન્સ એંગલ એજ-એમિટિંગ લેસર બીમ કરતા ઘણો નાનો છે. VCSEL નું ઉચ્ચ પાવર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવા માટે, વધુ ગેઇન પ્રદાન કરવા માટે તેજસ્વી પ્રદેશ વધારવો જરૂરી છે, અને તેજસ્વી પ્રદેશમાં વધારો આઉટપુટ લેસરને મલ્ટી-મોડ આઉટપુટ બનાવશે. તે જ સમયે, મોટા તેજસ્વી પ્રદેશમાં સમાન વર્તમાન ઇન્જેક્શન પ્રાપ્ત કરવું મુશ્કેલ છે, અને અસમાન વર્તમાન ઇન્જેક્શન કચરો ગરમીના સંચયને વધારે છે. ટૂંકમાં, VCSEL વાજબી માળખાકીય ડિઝાઇન દ્વારા મૂળભૂત મોડ ગોળાકાર સપ્રમાણ સ્થળને આઉટપુટ કરી શકે છે, પરંતુ જ્યારે આઉટપુટ સિંગલ મોડ હોય ત્યારે આઉટપુટ પાવર ઓછો હોય છે. તેથી, બહુવિધ VCsel ઘણીવાર આઉટપુટ મોડમાં એકીકૃત થાય છે.
પોસ્ટ સમય: મે-21-2024