ऊर्ध्वाधर गुहा सतह उत्सर्जन का परिचयअर्धचालक लेजर(वीसीएसईएल)
वर्टिकल एक्सटर्नल कैविटी सरफेस-एमिटिंग लेजर का विकास 1990 के दशक के मध्य में किया गया था, ताकि पारंपरिक अर्धचालक लेजर के विकास में आने वाली एक प्रमुख समस्या का समाधान किया जा सके: मूल अनुप्रस्थ मोड में उच्च बीम गुणवत्ता के साथ उच्च-शक्ति लेजर आउटपुट का उत्पादन कैसे किया जाए।
ऊर्ध्वाधर बाह्य गुहा सतह उत्सर्जक लेज़र (वेक्सेल्स), जिन्हें वेक्सेल्स के नाम से भी जाना जाता हैअर्धचालक डिस्क लेज़र(एसडीएल), लेजर परिवार का एक अपेक्षाकृत नया सदस्य है। यह सेमीकंडक्टर गेन मीडियम में क्वांटम वेल की सामग्री संरचना और मोटाई को बदलकर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य को डिजाइन कर सकता है, और इंट्राकैविटी आवृत्ति दोहरीकरण के साथ संयुक्त रूप से पराबैंगनी से दूर अवरक्त तक एक विस्तृत तरंगदैर्ध्य रेंज को कवर कर सकता है, कम विचलन कोण परिपत्र सममित लेजर बीम को बनाए रखते हुए उच्च शक्ति उत्पादन प्राप्त कर सकता है। लेजर रेज़ोनेटर गेन चिप के निचले DBR संरचना और बाहरी आउटपुट कपलिंग दर्पण से बना है। यह अनूठी बाहरी रेज़ोनेटर संरचना ऑप्टिकल तत्वों को आवृत्ति दोहरीकरण, आवृत्ति अंतर और मोड-लॉकिंग जैसे संचालन के लिए गुहा में डालने की अनुमति देती है, जिससे VECSEL एक आदर्श बन जाता हैलेजर स्रोतबायोफोटोनिक्स, स्पेक्ट्रोस्कोपी से लेकर अनुप्रयोगों के लिए,लेजर चिकित्सा, और लेजर प्रक्षेपण।
वीसी-सतह उत्सर्जक अर्धचालक लेजर का अनुनादक उस तल के लंबवत होता है जहां सक्रिय क्षेत्र स्थित होता है, और इसका आउटपुट प्रकाश सक्रिय क्षेत्र के तल के लंबवत होता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। वीसीएसईएल के अनूठे फायदे हैं, जैसे कि छोटा 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, VCsels वाट स्तर से ऊपर उच्च-शक्ति वाले लेजर प्राप्त नहीं कर सकते हैं, इसलिए उनका उपयोग उच्च शक्ति आवश्यकताओं वाले क्षेत्रों में नहीं किया जा सकता है।
वीसीएसईएल का लेजर अनुनादक एक वितरित ब्रैग परावर्तक (डीबीआर) से बना है जो सक्रिय क्षेत्र के ऊपरी और निचले दोनों तरफ अर्धचालक सामग्री की बहु-परत एपीटैक्सियल संरचना से बना है, जो कि मूल लेजर अनुनादक से बहुत अलग है।लेज़रईईएल में दरार विमान से बना अनुनादक। वीसीएसईएल ऑप्टिकल अनुनादक की दिशा चिप सतह के लंबवत है, लेजर आउटपुट भी चिप सतह के लंबवत है, और डीबीआर के दोनों किनारों की परावर्तकता 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। हालांकि 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 एज-एमिटिंग लेजर बीम की तुलना में बहुत छोटा है। वीसीएसईएल के उच्च शक्ति उत्पादन 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 एक बहु-मोड आउटपुट बन जाएगा। इसी समय, एक बड़े चमकदार क्षेत्र में समान वर्तमान इंजेक्शन को प्राप्त करना मुश्किल है, और असमान वर्तमान इंजेक्शन अपशिष्ट गर्मी संचय को बढ़ाएगा। संक्षेप में, वीसीएसईएल उचित संरचनात्मक डिजाइन के माध्यम से मूल मोड परिपत्र सममित स्पॉट को आउटपुट कर सकता है, लेकिन आउटपुट एकल मोड होने पर आउटपुट पावर कम होता है। इसलिए, कई वीसीसेल को अक्सर आउटपुट मोड में एकीकृत किया जाता है।
पोस्ट करने का समय: मई-21-2024