ऊर्ध्वाधर गुहा सतह उत्सर्जक अर्धचालक लेजर (वीसीएसईएल) का परिचय

ऊर्ध्वाधर गुहा सतह उत्सर्जक का परिचयअर्धचालक लेजर(वीसीएसईएल)
1990 के दशक के मध्य में ऊर्ध्वाधर बाहरी गुहा सतह उत्सर्जक लेजर को एक प्रमुख समस्या को दूर करने के लिए विकसित किया गया था जिसने पारंपरिक अर्धचालक लेजर के विकास को प्रभावित किया है: मौलिक अनुप्रस्थ मोड में उच्च बीम गुणवत्ता के साथ उच्च शक्ति लेजर आउटपुट का उत्पादन कैसे करें।
ऊर्ध्वाधर बाहरी गुहा सतह-उत्सर्जक लेजर (वेक्सेल्स), जिसे के रूप में भी जाना जाता हैसेमीकंडक्टर डिस्क लेजर(एसडीएल), लेजर परिवार का अपेक्षाकृत नया सदस्य है। यह अर्धचालक लाभ माध्यम में क्वांटम की सामग्री संरचना और मोटाई को बदलकर उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य को डिजाइन कर सकता है, और इंट्राकैविटी आवृत्ति दोहरीकरण के साथ मिलकर पराबैंगनी से दूर अवरक्त तक एक विस्तृत तरंग दैर्ध्य रेंज को कवर कर सकता है, कम विचलन बनाए रखते हुए उच्च शक्ति उत्पादन प्राप्त कर सकता है। कोण गोलाकार सममित लेजर बीम। लेज़र रेज़ोनेटर गेन चिप की निचली डीबीआर संरचना और बाहरी आउटपुट युग्मन दर्पण से बना होता है। यह अद्वितीय बाहरी अनुनादक संरचना आवृत्ति दोहरीकरण, आवृत्ति अंतर और मोड-लॉकिंग जैसे कार्यों के लिए ऑप्टिकल तत्वों को गुहा में डालने की अनुमति देती है, जिससे वीईसीएसईएल एक आदर्श बन जाता है।लेजर स्रोतबायोफोटोनिक्स, स्पेक्ट्रोस्कोपी से लेकर अनुप्रयोगों के लिएलेजर दवा, और लेजर प्रक्षेपण।
वीसी-सतह उत्सर्जक अर्धचालक लेजर का गुंजयमान यंत्र उस विमान के लंबवत है जहां सक्रिय क्षेत्र स्थित है, और इसका आउटपुट प्रकाश सक्रिय क्षेत्र के विमान के लंबवत है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। वीसीएसईएल के अनूठे फायदे हैं, जैसे कि छोटे आकार, उच्च आवृत्ति, अच्छी बीम गुणवत्ता, बड़ी गुहा सतह क्षति सीमा, और अपेक्षाकृत सरल उत्पादन प्रक्रिया। यह लेजर डिस्प्ले, ऑप्टिकल संचार और ऑप्टिकल घड़ी के अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट प्रदर्शन दिखाता है। हालाँकि, वीसीसेल्स वाट स्तर से ऊपर उच्च-शक्ति वाले लेज़र प्राप्त नहीं कर सकते हैं, इसलिए उनका उपयोग उच्च शक्ति आवश्यकताओं वाले क्षेत्रों में नहीं किया जा सकता है।

वीसीएसईएल का लेजर रेज़ोनेटर एक वितरित ब्रैग रिफ्लेक्टर (डीबीआर) से बना है जो सक्रिय क्षेत्र के ऊपरी और निचले दोनों किनारों पर अर्धचालक सामग्री की बहु-परत एपिटैक्सियल संरचना से बना है, जो कि से बहुत अलग हैलेज़रईईएल में दरार तल से बना अनुनादक। वीसीएसईएल ऑप्टिकल रेज़ोनेटर की दिशा चिप सतह के लंबवत है, लेजर आउटपुट भी चिप सतह के लंबवत है, और डीबीआर के दोनों किनारों की परावर्तनशीलता ईईएल समाधान विमान की तुलना में बहुत अधिक है।
वीसीएसईएल के लेजर रेज़ोनेटर की लंबाई आम तौर पर कुछ माइक्रोन होती है, जो ईईएल के मिलीमीटर रेज़ोनेटर की तुलना में बहुत छोटी होती है, और गुहा में ऑप्टिकल क्षेत्र दोलन द्वारा प्राप्त एकतरफा लाभ कम होता है। यद्यपि मौलिक अनुप्रस्थ मोड आउटपुट प्राप्त किया जा सकता है, आउटपुट पावर केवल कई मिलीवाट तक ही पहुंच सकती है। वीसीएसईएल आउटपुट लेजर बीम का क्रॉस-सेक्शन प्रोफाइल गोलाकार है, और विचलन कोण किनारे-उत्सर्जक लेजर बीम की तुलना में बहुत छोटा है। वीसीएसईएल के उच्च पावर आउटपुट को प्राप्त करने के लिए, अधिक लाभ प्रदान करने के लिए चमकदार क्षेत्र को बढ़ाना आवश्यक है, और चमकदार क्षेत्र की वृद्धि से आउटपुट लेजर मल्टी-मोड आउटपुट बन जाएगा। साथ ही, एक बड़े चमकदार क्षेत्र में एक समान वर्तमान इंजेक्शन प्राप्त करना मुश्किल है, और असमान वर्तमान इंजेक्शन अपशिष्ट गर्मी संचय को बढ़ा देगा। संक्षेप में, वीसीएसईएल उचित संरचनात्मक डिजाइन के माध्यम से मूल मोड परिपत्र सममित स्थान का उत्पादन कर सकता है, लेकिन जब आउटपुट सिंगल मोड होता है तो आउटपुट पावर कम होती है। इसलिए, कई वीसीसेल्स को अक्सर आउटपुट मोड में एकीकृत किया जाता है।