PAM-XIAMENer i stand til at levere epitaksial vækstservice til fotonisk krystaloverfladeemitterende laser (PCSEL), tag følgende epistruktur for eksempel. Vi kan også lave tilpasset strukturvækst af PCSEL-laser ved enhver bølgelængde for at imødekomme dine applikationsbehov. Fotoniske krystaloverfladeemitterende lasere er en integration af vertikale hulrumsoverfladeemitterende lasere (VCSEL'er) og kantemitterende lasere (EEL'er). VCSEL'er er robuste og holdbare, men deres bølgelængdeområde og kraft er ikke ideelle; EEL'er har et bredt bølgelængdeområde, men deres fremstillingsomkostninger er høje, og de er skrøbelige. PCSEL'er integrerer de to, hvilket gør dem komplementære til hinanden.
1. PCSEL Heterostructures
Structure 1:
| Lag nr. | Lagnavn | Materiale | Tykkelse |
| 8 | Kontaktlag: n | InGaAs | – |
| 7 | Beklædningslag: n | InP | 80 nm |
| 6 | BTJ: n++ | InGaAs | – |
| 5 | BTJ: p++ | InAlGaAs | – |
| 4 | Beklædningslag: s | InP | – |
| 3 | MQW | InGaAsP | – |
| 2 | Beklædningslag: n | InP | – |
| 1 | Kontakt Layer:n | InGaAs | – |
Structure 2: PAM211119-LD1550-HP
| Layer | Materiale | 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 | Materiale | Thickness(nm) | Dopant | Dopant Concentration(cm-3) | Type |
| 4 | GaxIn1-xAsyP1-y | – | Si | – | N |
| 3 | InP | – | Si | – | N |
| 2 | GaxIn1-xAs | – | Undoped | – | N |
| 1 | InP | 0.5-1 | Si | – | N |
| N+ InP Substrate |
2. Hvad er en fotonisk krystaloverfladeemitterende laser?
Siden udviklingen af halvleder fotonisk krystallaser, kan de almindelige typer groft opdeles i to kategorier:
1) Fotoniske krystaldefektlasere: dens resonanshulrumstilstand er designet inden for det optiske energigab, så lys kan ikke eksistere uden for defektområdet, hvilket får lyset til kun at resonere i dette defektområde for at danne fotoniske krystaldefektlasere. Denne form for fotonisk krystallaser kan opnå højere kvalitetsfaktor, mindre tilstandsvolumen, større Purcell-effekt og lavere tærskelforhold.
2) Photonic krystalbåndkantlaser: som fungerer på flade båndkanter. På grund af gruppehastigheden af lysbølger, der nærmer sig nul ved båndkanten, dannes stående bølger under specifikke Bragg-diffraktionsforhold. På grund af dets specifikke Bragg-diffraktionskarakteristika bliver lys ved en specifik bølgelængde til vertikalt udsendt lys på grund af energi- og momentumbevarelse. Derfor er denne type laser også kendt som enfotonisk krystaloverfladeemitterende laser.
3. PCSEL VS VCSEL
PCSEL og VCSEL har ligheder i nogle aspekter: begge er overfladeemitterende halvlederlasere, der kan pumpes elektrisk og udsender typisk cirkulære stråler med høj strålekvalitet. Der er dog forskelle. Den mest fundamentale forskel er relateret til størrelsen af aktivitetsområdet:
For VCSEL skal diameteren af det aktive område være strengt begrænset, når enkelt-mode-drift er påkrævet. Dette begrænser normalt den mulige udgangseffekt til nogle få milliwatt. Jo større det aktive område er, jo højere kan udgangseffekten være, men efterfølgende rumlige multimode-operationer kan forekomme, hvilket resulterer i dårlig strålekvalitet.
PCSEL er dog baseret på en korrekt designet fotonisk krystalstruktur, som kan opretholde single mode-drift, mens den har et større aktivt område. Derfor giver det mulighed for højere single-mode udgangseffekt. Hvis der påføres tilstrækkelig og effektiv køling, eller hvis pulsdrift med lille driftscyklus anvendes, ser single mode eller i det mindste få tilstande ud til at opnå højere kontinuerlig bølgeudgangseffekt. Den resulterende udstråling (lysstyrke) er tilsvarende meget højere end VCSEL, og stråledivergensen er meget lille.
4. Anvendelser af PCSEL
PCSEL har en matrixstruktur. Koblingsområdet kan styres i PCSEL-array. Laserstrålen kan styres i realtid ved elektronisk at justere fasen af koblerområdet. Så PCSEL er velegnet til LiDAR-applikationer. Når PCSEL bruges i et LiDAR-system, kræver det ikke et eksternt linsesystem og dets tilhørende komplekse justeringsprocesser. Dette kan reducere omkostningerne, vægten og størrelsen af LiDAR-systemet.
Ydermere gør fordelene ved single-mode drift, lav divergensvinkel, høj effekt og stort område af lysoutput PCSEL'er meget velegnede til optisk lagring med høj tæthed, mikroprojektor lyskilder og etc.
For mere information, kontakt os venligst e-mail påvictorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.