رقاقة PCSEL (الليزر الباعث للأسطح الكريستالية الضوئية)

رقاقة PCSEL (الليزر الباعث للأسطح الكريستالية الضوئية)

PAM-شيامنقادرة على توفير خدمة النمو الفوقي لليزر الباعث لسطح البلورة الضوئية (PCSEL)، خذ بنية epi التالية على سبيل المثال. أيضًا، يمكننا إجراء نمو هيكلي مخصص لليزر PCSEL بأي طول موجي لتلبية احتياجات التطبيقات الخاصة بك. الليزر الضوئي الذي ينبعث من سطح الكريستال الضوئي عبارة عن تكامل بين الليزر الباعث لسطح التجويف العمودي (VCSELs) والليزر الباعث للحافة (EELs). تتميز أجهزة VCSELs بالقوة والمتانة، لكن نطاق طولها الموجي وقوتها ليسا مثاليين؛ تمتلك أسماك الأنقليس نطاقًا موجيًا واسعًا، لكن تكلفة تصنيعها مرتفعة وهشة. تدمج PCSELs الاثنين، مما يجعلها مكملة لبعضها البعض.

رقاقة PCSEL

1. PCSEL Heterostructures

Structure 1: 

رقم الطبقة اسم الطبقة مادة سماكة
8 طبقة الاتصال: ن InGaAs
7 طبقة الكسوة: ن InP 80 نانومتر
6 بي تي جي: ن++ InGaAs
5 بي تي جيه: ع++ فيAlGaAs
4 طبقة الكسوة: ص InP
3 MQW InGaAsP
2 طبقة الكسوة: ن InP
1 طبقة الاتصال: ن InGaAs

 

Structure 2: PAM211119-LD1550-HP

Layer مادة Thickness(nm) Carrier Concentration(cm-3) Dopant Type
6 InP 20 Zinc P
5 GaIn(x)As Zinc P
4 GaIn(x)As(y)P Zinc P
3 InP 2300 Zinc P
2 AlGaInAs MQW Undoped U/D
PL 1500~1560nm
1 InP buffer silicon N
InP substrate

 

Structure 3: PAM211119-LD1550-PIN

Layer مادة Thickness(nm) Dopant Dopant Concentration(cm-3) Type
4 GaxIn1-xAsyP1-y سي N
3 InP سي N
2 GaxIn1-xAs Undoped N
1 InP 0.5-1 سي N
N+ InP Substrate

 

2. ما هو الليزر الذي ينبعث من سطح الكريستال الضوئي؟

منذ تطور الليزر البلوري الضوئي لأشباه الموصلات، يمكن تقسيم الأنواع الشائعة تقريبًا إلى فئتين:

1) ليزر عيب البلورة الضوئية: تم تصميم وضع تجويف الرنين الخاص به داخل فجوة الطاقة الضوئية، لذلك لا يمكن للضوء أن يتواجد خارج منطقة العيب، مما يجعل الضوء يتردد صدى فقط في منطقة العيب هذه لتشكيل ليزر عيب بلوري فوتوني. يمكن لهذا النوع من الليزر البلوري الضوئي الحصول على عامل جودة أعلى وحجم وضع أصغر وتأثير بورسيل أكبر وشروط عتبة أقل.

2) Pليزر حافة الفرقة الكريستالية الساخنة: الذي يعمل على حواف النطاق المسطحة. نظرًا لسرعة مجموعة موجات الضوء التي تقترب من الصفر عند حافة النطاق، تتشكل الموجات المستقرة تحت ظروف حيود براغ محددة. نظرًا لخصائص حيود براغ المحددة، يصبح الضوء عند طول موجي معين ضوءًا منبعثًا رأسيًا بسبب الحفاظ على الطاقة والزخم. لذلك، يُعرف هذا النوع من الليزر أيضًا باسم أسطح الكريستال الفوتوني الذي ينبعث منه الليزر.

3. PCSEL مقابل VCSEL

هناك أوجه تشابه بين PCSEL وVCSEL في بعض الجوانب: فكلاهما عبارة عن أشعة ليزر شبه موصلة ينبعث منها السطح والتي يمكن ضخها كهربائيًا وتنبعث منها عادةً حزم دائرية ذات جودة شعاع عالية. ومع ذلك، هناك اختلافات. يرتبط الاختلاف الأساسي بحجم منطقة النشاط:

بالنسبة لـ VCSEL، عندما يكون التشغيل أحادي الوضع مطلوبًا، يجب أن يكون قطر المنطقة النشطة محدودًا بشكل صارم. وهذا عادة ما يحد من طاقة الخرج المحتملة إلى بضعة ملي واط. كلما كانت المنطقة النشطة أكبر، زادت طاقة الخرج، ولكن قد تحدث عمليات مكانية متعددة الأوضاع لاحقة، مما يؤدي إلى ضعف جودة الشعاع.

ومع ذلك، يعتمد PCSEL على بنية بلورية ضوئية مصممة بشكل صحيح، والتي يمكنها الحفاظ على تشغيل الوضع الفردي مع وجود منطقة نشطة أكبر. لذلك، فهو يسمح بقدرة إخراج أعلى للوضع الواحد. إذا تم تطبيق التبريد الكافي والفعال، أو تم اعتماد التشغيل النبضي مع دورة تشغيل صغيرة، يبدو أن الوضع الفردي أو على الأقل أوضاع قليلة يحقق طاقة خرج موجة مستمرة أعلى. يكون الإشعاع (السطوع) الناتج أعلى بكثير من VCSEL، ويكون اختلاف الشعاع صغيرًا جدًا.

4. تطبيقات PCEL

لدى PCEL بنية صفيف. يمكن التحكم في منطقة المقرنة في مصفوفة PCSEL. يمكن التحكم في شعاع الليزر في الوقت الفعلي عن طريق ضبط مرحلة منطقة المقرنة إلكترونيًا. لذا فإن PCSEL مناسب لتطبيقات LiDAR. عند استخدام PCSEL في نظام LiDAR، فإنه لا يتطلب نظام عدسات خارجيًا وعمليات الضبط المعقدة المرتبطة به. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل تكلفة نظام LiDAR ووزنه وحجمه.

علاوة على ذلك، فإن مزايا التشغيل أحادي الوضع وزاوية التباعد المنخفضة وإخراج الطاقة العالية والمساحة الكبيرة لإخراج الضوء تجعل أجهزة PCSEL مناسبة جدًا للتخزين البصري عالي الكثافة ومصادر ضوء جهاز العرض الصغير وما إلى ذلك.

بوويروايفير

لمزيد من المعلومات، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكترونيvictorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.

شارك هذا المنشور