Sarrera barrunbe bertikaleko gainazaleko igorpenerakoerdieroale laserra(VCSEL)
Kanpoko barrunbe bertikaleko gainazaleko igorpen-laserrak 1990eko hamarkadaren erdialdean garatu ziren, ohiko erdieroale-laseren garapena izurritu duen arazo nagusi bat gainditzeko: nola ekoitzi potentzia handiko laser irteerak izpi-kalitate handikoak oinarrizko zeharkako moduan.
Kanpoko barrunbe bertikaleko gainazaleko igorpen laserrak (Vecsel), izenez ere ezagunakerdieroale disko laserrak(SDL), laser familiako kide nahiko berriak dira. Igorpen-uhin-luzera diseinatu dezake erdieroaleen irabazi-euskarrian dagoen putzu kuantikoaren materialaren osaera eta lodiera aldatuz, eta barrunbe barruko maiztasunaren bikoiztearekin konbinatuta, uhin-luzera tarte zabala estal dezake, ultramoretik infragorri urrunera, potentzia-irteera handia lortuz, dibergentzia-angelu baxuko laser izpi zirkular simetriko bat mantenduz. Laser erresonadorea irabazi-txiparen beheko DBR egituraz eta kanpoko irteerako akoplamendu-ispiluaz osatuta dago. Kanpoko erresonadore-egitura berezi honek elementu optikoak barrunbean sartzea ahalbidetzen du maiztasuna bikoizteko, maiztasun-diferentzia egiteko eta modua blokeatzeko eragiketetarako, VECSEL aproposa bihurtuz.laser iturriabiofotonikatik, espektroskopiara bitarteko aplikazioetarako,laser medikuntza, eta laser proiekzioa.
VC gainazaleko igorle erdieroale laserraren erresonadorea eskualde aktiboa dagoen planoarekiko perpendikularra da, eta bere irteerako argia eskualde aktiboaren planoarekiko perpendikularra da, irudian ikusten den bezala. VCSELek abantaila bereziak ditu, hala nola tamaina txikia, maiztasun handia, izpiaren kalitate ona, barrunbearen gainazaleko kalte-atalase handia eta ekoizpen-prozesu nahiko sinplea. Errendimendu bikaina erakusten du laser pantailaren, komunikazio optikoaren eta erloju optikoaren aplikazioetan. Hala ere, VCselek ezin dituzte watt mailaren gainetik potentzia handiko laserrak lortu, beraz, ezin dira potentzia-behar handiko eremuetan erabili.
VCSELen laser erresonadorea Bragg islatzaile banatu (DBR) batez osatuta dago, eskualde aktiboaren goiko eta beheko aldean erdieroale materialaren epitaxial egitura anitzeko geruza batez osatua, oso desberdina dena...laserraEEL-n ebakidura-planoz osatutako erresonadorea. VCSEL erresonadore optikoaren norabidea txiparen gainazalarekiko perpendikularra da, laser irteera ere txiparen gainazalarekiko perpendikularra da, eta DBR-ren bi aldeen islagarritasuna EEL soluzio-planoarena baino askoz handiagoa da.
VCSELen laser erresonadorearen luzera, oro har, mikra gutxi batzuetakoa da, EELen milimetroko erresonadorea baino askoz txikiagoa, eta barrunbean eremu optikoaren oszilazio bidez lortutako irabazi unidirekzionala txikia da. Oinarrizko zeharkako moduko irteera lor daitekeen arren, irteerako potentzia miliwatt batzuetara baino ezin da iritsi. VCSELen irteerako laser izpiaren zeharkako sekzioaren profila zirkularra da, eta dibergentzia angelua ertz-igorle laser izpiarena baino askoz txikiagoa da. VCSELen potentzia handiko irteera lortzeko, eskualde argitsua handitu behar da irabazi gehiago emateko, eta eskualde argitsuaren handitzeak irteerako laserra irteera multimodal bihurtzea eragingo du. Aldi berean, zaila da korronte-injekzio uniformea lortzea eskualde argitsu handi batean, eta korronte-injekzio irregularrak hondakin-beroaren metaketa areagotuko du. Laburbilduz, VCSELek oinarrizko moduko puntu simetriko zirkularra eman dezake egitura-diseinu arrazoizkoaren bidez, baina irteerako potentzia txikia da irteera modu bakarrekoa denean. Beraz, VCsel anitz integratzen dira askotan irteerako moduan.
Argitaratze data: 2024ko maiatzaren 21a