Wafer PCSEL (laser ad emissione di superficie a cristalli fotonici).

Wafer PCSEL (laser ad emissione di superficie a cristalli fotonici).

PAM-XIAMENè in grado di fornire un servizio di crescita epitassiale per laser a emissione superficiale di cristalli fotonici (PCSEL), prendiamo ad esempio la seguente struttura epi. Inoltre, possiamo eseguire una crescita personalizzata della struttura del laser PCSEL a qualsiasi lunghezza d'onda per soddisfare le vostre esigenze applicative. I laser a emissione superficiale di cristalli fotonici sono un'integrazione dei laser a emissione superficiale a cavità verticale (VCSEL) e dei laser a emissione di bordi (EEL). I VCSEL sono robusti e durevoli, ma la loro gamma di lunghezze d'onda e potenza non sono ideali; Le Anguille hanno un ampio intervallo di lunghezze d'onda, ma il loro costo di produzione è elevato e sono fragili. I PCSEL integrano i due, rendendoli complementari tra loro.

Wafer PCEL

1. PCSEL Heterostructures

Structure 1: 

strato n. Nome livello Materiale Spessore
8 Strato di contatto: n InGaAs
7 Strato di rivestimento: n InP 80nm
6 A proposito: n++ InGaAs
5 A proposito: p++ InAlGaAs
4 Strato di rivestimento: p InP
3 MQW InGaAsP
2 Strato di rivestimento: n InP
1 Livello contatti: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. Che cos'è un laser a emissione superficiale di cristalli fotonici?

Dallo sviluppo del laser a cristallo fotonico semiconduttore, i tipi comuni possono essere approssimativamente suddivisi in due categorie:

1) Laser per difetti a cristallo fotonico: la sua modalità di cavità risonante è progettata all'interno del gap energetico ottico, quindi la luce non può esistere al di fuori dell'area del difetto, facendo risuonare la luce solo in quest'area del difetto per formare laser per difetti a cristallo fotonico. Questo tipo di laser a cristallo fotonico può ottenere un fattore di qualità più elevato, un volume di modalità più piccolo, un effetto Purcell più ampio e condizioni di soglia inferiori.

2) Plaser hotonic con bordo a fascia di cristallo: che opera su bordi di banda piana. A causa della velocità di gruppo delle onde luminose che si avvicina allo zero al bordo della banda, si formano onde stazionarie in specifiche condizioni di diffrazione di Bragg. A causa delle sue specifiche caratteristiche di diffrazione di Bragg, la luce a una lunghezza d'onda specifica diventa luce emessa verticalmente a causa della conservazione dell'energia e della quantità di moto. Pertanto, questo tipo di laser è noto anche come aLaser ad emissione superficiale di cristalli fotonici.

3. PCSEL CONTRO VCSEL

PCSEL e VCSEL presentano somiglianze in alcuni aspetti: entrambi sono laser a semiconduttore a emissione superficiale che possono essere pompati elettricamente e in genere emettono raggi circolari con una qualità del fascio elevata. Tuttavia, ci sono delle differenze. La differenza fondamentale è legata alla dimensione dell’area di attività:

Per VCSEL, quando è richiesto il funzionamento in modalità singola, il diametro della regione attiva deve essere strettamente limitato. Questo di solito limita la possibile potenza di uscita a pochi milliwatt. Maggiore è l'area attiva, maggiore può essere la potenza di uscita, ma possono verificarsi successive operazioni multimodali spaziali, con conseguente scarsa qualità del raggio.

Tuttavia, PCSEL si basa su una struttura cristallina fotonica adeguatamente progettata, che può mantenere il funzionamento in modalità singola pur avendo una regione attiva più ampia. Pertanto, consente una maggiore potenza di uscita in modalità singola. Se viene applicato un raffreddamento sufficiente ed efficace o viene adottato il funzionamento a impulsi con ciclo di lavoro ridotto, la modalità singola o almeno alcune modalità sembrano raggiungere una maggiore potenza di uscita dell'onda continua. La radianza risultante (luminosità) è corrispondentemente molto più elevata del VCSEL e la divergenza del raggio è molto piccola.

4. Applicazioni del PCSEL

PCSEL ha una struttura ad array. La regione dell'accoppiatore può essere controllata nell'array PCSEL. Il raggio laser può essere controllato in tempo reale regolando elettronicamente la fase dell'area dell'accoppiatore. Quindi PCSEL è adatto per applicazioni LiDAR. Quando PCSEL viene utilizzato in un sistema LiDAR, non richiede un sistema di lenti esterne e i complessi processi di regolazione associati. Ciò può ridurre il costo, il peso e le dimensioni del sistema LiDAR.

Inoltre, i vantaggi del funzionamento monomodale, del basso angolo di divergenza, dell'elevata potenza e dell'ampia area di emissione luminosa rendono i PCSEL molto adatti per l'archiviazione ottica ad alta densità, sorgenti luminose di microproiettori ecc.

powerwaywafer

Per ulteriori informazioni potete contattarci via e-mail all'indirizzovictorchan@powerwaywafer.com e powerwaymaterial@gmail.com.

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