Pasiuna sa bertikal nga cavity surface emitting semiconductor laser (VCSEL)

Pasiuna sa bertikal nga pag-emit sa ibabaw sa lungaglaser nga semiconductor(VCSEL)
Ang mga vertical external cavity surface-emitting laser gipalambo sa tunga-tunga sa dekada 1990 aron masulbad ang usa ka importanteng problema nga nagsamok sa pag-uswag sa tradisyonal nga semiconductor lasers: unsaon paghimo og high-power laser outputs nga adunay taas nga kalidad sa beam sa fundamental transverse mode.
Mga laser nga nagpagawas sa nawong sa bertikal nga gawas nga lungag (Vecsels), nailhan usab ngamga laser sa semiconductor disc(SDL), usa ka medyo bag-ong miyembro sa pamilya sa laser. Mahimo niini nga idisenyo ang emission wavelength pinaagi sa pag-usab sa komposisyon sa materyal ug gibag-on sa quantum well sa semiconductor gain medium, ug inubanan sa intracavity frequency doubling, kini makatabon sa halapad nga wavelength range gikan sa ultraviolet hangtod sa far infrared, nga makab-ot ang taas nga power output samtang gipadayon ang ubos nga divergence Angle circular symmetric laser beam. Ang laser resonator gilangkoban sa ubos nga DBR structure sa gain chip ug sa external output coupling mirror. Kini nga talagsaon nga external resonator structure nagtugot sa mga optical elements nga isulod sa cavity para sa mga operasyon sama sa frequency doubling, frequency difference, ug mode-locking, nga naghimo sa VECSEL nga usa ka sulundon.tinubdan sa laserpara sa mga aplikasyon gikan sa biophotonics, spectroscopy,tambal nga laser, ug laser projection.
Ang resonator sa VC-surface emitting semiconductor laser kay perpendicular sa plane diin nahimutang ang active region, ug ang output light niini perpendicular sa plane sa active region, sama sa gipakita sa figure. Ang VCSEL adunay talagsaon nga mga bentaha, sama sa gamay nga gidak-on, taas nga frequency, maayong kalidad sa beam, dako nga cavity surface damage threshold, ug medyo simple nga proseso sa produksiyon. Nagpakita kini og maayo kaayong performance sa mga aplikasyon sa laser display, optical communication ug optical clock. Bisan pa, ang mga VCsel dili makakuha og high-power lasers nga labaw sa watt level, busa dili kini magamit sa mga field nga adunay taas nga power requirements.

Ang laser resonator sa VCSEL gilangkoban sa usa ka distributed Bragg reflector (DBR) nga gilangkoban sa multi-layer epitaxial structure sa semiconductor material sa ibabaw ug ubos nga bahin sa active region, nga lahi kaayo salaserAng resonator gilangkoban sa cleavage plane sa EEL. Ang direksyon sa VCSEL optical resonator kay perpendicular sa chip surface, ang laser output kay perpendicular usab sa chip surface, ug ang reflectivity sa duha ka kilid sa DBR mas taas kay sa EEL solution plane.
Ang gitas-on sa laser resonator sa VCSEL kasagaran pipila ka microns, nga mas gamay kay sa millimeter resonator sa EEL, ug ang one-way gain nga makuha pinaagi sa optical field oscillation sa lungag ubos. Bisan kung makab-ot ang fundamental transverse mode output, ang output power makaabot lang sa pipila ka milliwatts. Ang cross-section profile sa VCSEL output laser beam lingin, ug ang divergence Angle mas gamay kay sa edge-emitting laser beam. Aron makab-ot ang taas nga power output sa VCSEL, kinahanglan nga dugangan ang luminous region aron makahatag og dugang gain, ug ang pagdugang sa luminous region makahimo sa output laser nga mahimong multi-mode output. Sa samang higayon, lisud ang pagkab-ot sa uniform current injection sa usa ka dako nga luminous region, ug ang dili patas nga current injection mograbe sa waste heat accumulation. Sa laktod nga pagkasulti, ang VCSEL maka-output sa basic mode circular symmetric spot pinaagi sa makatarunganon nga structural design, apan ang output power ubos kung ang output kay single mode. Busa, daghang VCsel ang kanunay nga gi-integrate sa output mode.