Муқаддима ба партоби сатҳи амудии ковокиилазери нимноқил(VCSEL)
Лазерҳои амудии сатҳи берунаи ковокии амудӣ дар миёнаҳои солҳои 1990 барои ҳалли як мушкили калидие, ки рушди лазерҳои анъанавии нимноқилро азият медод, таҳия карда шуданд: чӣ гуна баромади лазерҳои баландқувватро бо сифати баланди шуоъ дар ҳолати асосии кундаланг истеҳсол кардан мумкин аст.
Лазерҳои амудии сатҳи берунаи ковокии амудӣ (Vecsels), ки бо номи онҳо низ маълумандлазерҳои дискии нимноқилӣ(SDL), узви нисбатан нави оилаи лазерҳо мебошанд. Он метавонад дарозии мавҷи партоби нурро бо тағир додани таркиби мавод ва ғафсии чоҳи квантӣ дар муҳити афзоиши нимноқил тарҳрезӣ кунад ва дар якҷоягӣ бо дучандшавии басомади дохили ковокӣ метавонад диапазони васеи дарозии мавҷро аз ултрабунафш то инфрасурхи дур фаро гирад ва ба қувваи баланди баромад ноил гардад ва ҳамзамон дивергенсияи пасти нури лазерии кунҷи симметрии даврӣ нигоҳ дошта шавад. Резонатори лазер аз сохтори поёнии DBR-и чипи афзоиши нур ва оинаи берунаи пайвасткунии баромад иборат аст. Ин сохтори беназири резонатори беруна имкон медиҳад, ки унсурҳои оптикӣ барои амалиётҳо ба монанди дучандшавии басомад, фарқияти басомад ва қулфкунии режим ба ковокӣ ворид карда шаванд, ки VECSEL-ро беҳтарин мегардонад.манбаи лазерӣбарои татбиқҳо аз биофотоника, спектроскопия,тибби лазерӣва проексияи лазерӣ.
Резонатори лазери нимноқилии нурафкани сатҳи VC ба сатҳи амудӣ ба сатҳи минтақаи фаъол амудӣ аст ва нури баромади он ба сатҳи минтақаи фаъол амудӣ аст, чунон ки дар расм нишон дода шудааст. VCSEL дорои бартариҳои беназир аст, ба монанди андозаи хурд, басомади баланд, сифати хуби шуоъ, остонаи калони осеби сатҳи ковокӣ ва раванди нисбатан соддаи истеҳсолӣ. Он дар татбиқи намоиши лазерӣ, алоқаи оптикӣ ва соати оптикӣ самаранокии аъло нишон медиҳад. Аммо, VCsel-ҳо наметавонанд лазерҳои пуриқтидорро аз сатҳи ватт болотар ба даст оранд, аз ин рӯ онҳоро дар майдонҳое, ки ба қувваи баланд ниёз доранд, истифода бурдан мумкин нест.
Резонатори лазерии VCSEL аз рефлектори тақсимшудаи Брэгг (DBR) иборат аст, ки аз сохтори эпитаксиалии бисёрқабата аз маводи нимноқил дар ҳарду тарафи болоӣ ва поёнии минтақаи фаъол иборат аст, ки аз...лазеррезонатор аз сатҳи тақсим дар EEL иборат аст. Самти резонатори оптикии VCSEL ба сатҳи чип амудӣ аст, баромади лазер низ ба сатҳи чип амудӣ аст ва инъикоси ҳарду тарафи DBR нисбат ба сатҳи ҳалли EEL хеле баландтар аст.
Дарозии резонатори лазерии VCSEL одатан чанд микрон аст, ки нисбат ба резонатори миллиметрии EEL хеле хурдтар аст ва фоидаи яктарафа, ки тавассути ларзиши майдони оптикӣ дар ковокӣ ба даст оварда мешавад, паст аст. Гарчанде ки баромади асосии режими кундаланг ба даст оварда мешавад, қувваи баромад танҳо ба якчанд милливатт мерасад. Профили буриши арзии шуои лазерии баромади VCSEL даврашакл аст ва кунҷи дивергенсия нисбат ба шуои лазерии канорӣ хеле хурдтар аст. Барои ба даст овардани қувваи баланди VCSEL, барои таъмини фоидаи бештар минтақаи равшанро зиёд кардан лозим аст ва афзоиши минтақаи равшан боиси он мегардад, ки лазери баромад ба баромади бисёррежимӣ табдил ёбад. Дар айни замон, ба даст овардани тазриқи якхелаи ҷараёни дар минтақаи калони равшан душвор аст ва тазриқи нобаробари ҷараёни гармии партов ҷамъшавии гармии партовро шадидтар мекунад. Хулоса, VCSEL метавонад нуқтаи симметрии даврии режими асосиро тавассути тарҳи оқилонаи сохторӣ барорад, аммо вақте ки баромад якрежим аст, қувваи баромад паст аст. Аз ин рӯ, VCsel-ҳои сершумор аксар вақт ба режими баромад муттаҳид карда мешаванд.
Вақти нашр: 21 майи соли 2024