VCSEL — что стоит за аббревиатурой?
ИноСМИ, Лазерные технологии 26.02.2020 Комментарии к записи VCSEL — что стоит за аббревиатурой? отключеныПолупроводниковые лазерные диоды преобразуют напряжение в фотоны. VCSELs (лазер излучением с поверхности в вертикальной полости, произносится как [vixls]) являются одним из его «подвидов». В отличие от лазерных диодов с краевым излучением, свет излучается с поверхности вертикально. Это уменьшает пространство для установки и позволяет размещать массивы с десятками, сотнями или даже тысячами излучателей на одном кристалле. Благодаря своей круглой форме, лазерные лучи от VCSEL также обеспечивают высокоэффективное волоконное соединение. Другие преимущества включают недорогое производство на пластинах, высокие скорости модуляции, качество луча и энергоэффективность.
VCSEL построены снизу вверх по слоям:
- высокоотражающий (99,9%) распределенный Брэгговский отражатель (DBR, distributed Bragg reflectors)
- оксидный слой
- активный лазерный слой (квантовая яма с квантовой пленкой и барьерами)
- другой оксидный слой с круглым отверстием для формирования луча
- частично отражающий (99%) DBR сверху.
Когда напряжение приложено, лазерный слой действует как квантовая яма. Здесь — между двумя слоями DBR — полупроводники на основе нитрида галлия, арсенида галлия или фосфида индия с чередующимися квантовыми пленками и барьерами из разных материалов.
Если свободные электроны вводятся с приложенным напряжением, они «захватываются» в квантовых пленках. Они настолько тонкие, что возбужденные электроны могут двигаться в них только горизонтально. С другой стороны, они могут свободно циркулировать в барьерных слоях.
Если проходят через высокоэнергетическую квантовую пленку, это способствует генерации, другими словами, энергетическому возбуждению и высвобождению фотонов во время релаксации.
