PAM-厦門は、フォトニック結晶面発光レーザー (PCSEL) のエピタキシャル成長サービスを提供できます。たとえば、次のようなエピ構造を考えます。 また、アプリケーションのニーズに合わせて、あらゆる波長で PCSEL レーザーのカスタマイズされた構造成長を行うこともできます。 フォトニック結晶面発光レーザーは、垂直共振器面発光レーザー (VCSEL) と端面発光レーザー (EEL) を統合したものです。 VCSEL は頑丈で耐久性がありますが、波長範囲と出力が理想的ではありません。 EELは広い波長範囲を持っていますが、製造コストが高く、壊れやすいです。 PCSEL は 2 つを統合し、相互に補完します。
1. PCSEL Heterostructures
Structure 1:
| レイヤー番号 | レイヤ名 | 材料 | 厚さ |
| 8 | 接触層: n | InGaAs | – |
| 7 | クラッド層: n | InP | 80nm |
| 6 | BTJ: n++ | InGaAs | – |
| 5 | BTJ: p++ | InAlGaAs | – |
| 4 | クラッド層: p | InP | – |
| 3 | MQW | InGaAsP | – |
| 2 | クラッド層: n | InP | – |
| 1 | 接触層:n | InGaAs | – |
Structure 2: PAM211119-LD1550-HP
| Layer | 材料 | Thickness(nm) | Carrier Concentration(cm-3) | ドーパント | タイプ |
| 6 | InP | 20 | — | 亜鉛 | P |
| 5 | GaIn(x)As | — | — | 亜鉛 | P |
| 4 | GaIn(x)As(y)P | — | — | 亜鉛 | P |
| 3 | InP | 2300 | — | 亜鉛 | P |
| 2 | AlGaInAs MQW | — | — | アンドープ | U/D |
| PL 1500~1560nm | — | — | — | — | |
| 1 | InP buffer | — | — | シリコン | N |
| InP substrate | — | — | — | — |
Structure 3: PAM211119-LD1550-PIN
| Layer | 材料 | Thickness(nm) | ドーパント | Dopant Concentration(cm-3) | タイプ |
| 4 | GaxIn1-xAsyP1-y | – | Si | – | N |
| 3 | InP | – | Si | – | N |
| 2 | GaxIn1-xAs | – | アンドープ | – | N |
| 1 | InP | 0.5-1 | Si | – | N |
| N+ InP Substrate |
2. フォトニック結晶面発光レーザーとは何ですか?
半導体フォトニック結晶レーザーの開発以来、一般的なタイプは大きく 2 つのカテゴリーに分類できます。
1) フォトニック結晶欠陥レーザー:その共振空洞モードは光エネルギーギャップ内に設計されているため、欠陥領域の外側には光が存在できず、この欠陥領域内でのみ光が共振してフォトニック結晶欠陥レーザーを形成します。 この種のフォトニック結晶レーザーは、より高い品質係数、より小さなモード体積、より大きなパーセル効果、より低い閾値条件を得ることができます。
2） Pホトニック結晶バンドエッジレーザー: フラット バンド エッジで動作します。 光波の群速度がバンド端でゼロに近づくため、特定のブラッグ回折条件下では定在波が形成されます。 特定のブラッグ回折特性により、特定の波長の光は、エネルギーと運動量保存により垂直放射光になります。 したがって、このタイプのレーザーは、フォトニック結晶面発光レーザ.
3. PCSEL 対 VCSEL
PCSEL と VCSEL にはいくつかの点で類似点があります。どちらも電気的にポンピングできる面発光半導体レーザーであり、通常は高いビーム品質の円形ビームを放射します。 ただし、違いもあります。 最も基本的な違いは、アクティビティ領域のサイズに関連しています。
VCSEL の場合、シングルモード動作が必要な場合、活性領域の直径を厳密に制限する必要があります。 これにより、通常、可能な出力電力が数ミリワットに制限されます。 アクティブ領域が大きいほど、出力パワーは高くなりますが、後続の空間マルチモード動作が発生し、ビーム品質が低下する可能性があります。
ただし、PCSEL は適切に設計されたフォトニック結晶構造に基づいており、より大きな活性領域を持ちながらシングルモード動作を維持できます。 したがって、より高いシングルモード出力電力が可能になります。 十分かつ効果的な冷却が適用される場合、または小さなデューティ サイクルのパルス動作が採用される場合、単一モードまたは少なくともいくつかのモードがより高い連続波出力電力を達成すると思われます。 それに応じて得られる放射輝度 (明るさ) は VCSEL よりもはるかに高く、ビームの発散も非常に小さくなります。
4. PCSELの応用例
PCSEL はアレイ構造を持っています。 カプラー領域は PCSEL アレイで制御できます。 カプラー領域の位相を電子的に調整することで、レーザービームをリアルタイムで制御できます。 したがって、PCSEL は LiDAR アプリケーションに適しています。 PCSEL を LiDAR システムで使用する場合、外部レンズ システムやそれに関連する複雑な調整プロセスは必要ありません。 これにより、LiDAR システムのコスト、重量、サイズを削減できます。
さらに、シングルモード動作、低い発散角、高出力、大面積の光出力という利点により、PCSEL は高密度光記憶装置、マイクロプロジェクターの光源などに非常に適しています。
詳細については、メールでお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.com と powerwaymaterial@gmail.com.