PCSEL (Photonic Crystal Surface-Emitting Laser) Wafer

PCSEL (Photonic Crystal Surface-Emitting Laser) Wafer

PAM-XIAMENkan tillhandahålla epitaxiell tillväxttjänst för fotonisk kristallytemitterande laser (PCSEL), ta till exempel följande epistruktur. Vi kan också göra anpassad strukturtillväxt av PCSEL-laser vid vilken våglängd som helst för att möta dina applikationsbehov. Fotoniska kristallytemitterande lasrar är en integration av vertikala kavitets ytemitterande lasrar (VCSEL) och kantemitterande lasrar (EEL). VCSELs är robusta och hållbara, men deras våglängdsområde och kraft är inte idealiska; EELs har ett brett våglängdsområde, men deras tillverkningskostnad är hög och de är ömtåliga. PCSELs integrerar de två, vilket gör dem komplementära till varandra.

PCSEL wafer

1. PCSEL Heterostructures

Structure 1: 

Lager nr. Layer Name Material Tjocklek
8 Kontaktlager: n InGaAs
7 Beklädnadsskikt: n I P 80 nm
6 BTJ: n++ InGaAs
5 BTJ: p++ InAlGaAs
4 Beklädnadsskikt: sid I P
3 MQW InGaAsP
2 Beklädnadsskikt: n I P
1 Kontakt Layer:n InGaAs

 

Structure 2: PAM211119-LD1550-HP

Layer Material Thickness(nm) Carrier Concentration(cm-3) Dopant Type
6 I P 20 Zinc P
5 GaIn(x)As Zinc P
4 GaIn(x)As(y)P Zinc P
3 I P 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 Material Thickness(nm) Dopant Dopant Concentration(cm-3) Type
4 GaxIn1-xAsyP1-y Si N
3 I P Si N
2 GaxIn1-xAs Undoped N
1 I P 0.5-1 Si N
N+ InP Substrate

 

2. Vad är en laser med fotonisk kristallyta?

Sedan utvecklingen av fotonisk halvledarkristalllaser kan de vanliga typerna grovt delas in i två kategorier:

1) Fotoniska kristalldefektlasrar: dess resonanshålighetsläge är utformat inom det optiska energigapet, så ljus kan inte existera utanför defektområdet, vilket gör att ljus endast resonerar i detta defekta område för att bilda fotoniska kristalldefektlasrar. Denna typ av fotonisk kristalllaser kan erhålla högre kvalitetsfaktor, mindre modvolym, större Purcell-effekt och lägre tröskelförhållanden.

2) Photonic kristallband kantlaser: som fungerar på platta bandkanter. På grund av grupphastigheten för ljusvågor som närmar sig noll vid bandkanten, bildas stående vågor under specifika Bragg-diffraktionsförhållanden. På grund av dess specifika Bragg-diffraktionsegenskaper blir ljus vid en specifik våglängd vertikalt emitterat ljus på grund av energi- och momentumbevarande. Därför är denna typ av laser också känd som enfotonisk kristallyteemitterande laser.

3. PCSEL VS VCSEL

PCSEL och VCSEL har likheter i vissa aspekter: båda är ytemitterande halvledarlasrar som kan pumpas elektriskt och avger vanligtvis cirkulära strålar med hög strålkvalitet. Det finns dock skillnader. Den mest grundläggande skillnaden är relaterad till storleken på aktivitetsområdet:

För VCSEL, när enkelmodsdrift krävs, måste diametern på den aktiva regionen vara strikt begränsad. Detta begränsar vanligtvis den möjliga uteffekten till några milliwatt. Ju större det aktiva området är, desto högre kan uteffekten vara, men efterföljande rumsliga multimodoperationer kan inträffa, vilket resulterar i dålig strålkvalitet.

PCSEL är dock baserat på en korrekt designad fotonisk kristallstruktur, som kan upprätthålla singelmodsdrift samtidigt som den har en större aktiv region. Därför tillåter det högre uteffekt i singelläge. Om tillräcklig och effektiv kylning appliceras, eller pulsdrift med liten arbetscykel används, verkar singelmod eller åtminstone få moder uppnå högre kontinuerlig våguteffekt. Den resulterande radiansen (ljusstyrkan) är på motsvarande sätt mycket högre än VCSEL, och stråldivergensen är mycket liten.

4. Tillämpningar av PCSEL

PCSEL har en arraystruktur. Kopplingsområdet kan styras i PCSEL-matrisen. Laserstrålen kan styras i realtid genom att elektroniskt justera fasen för kopplingsområdet. Så PCSEL är lämplig för LiDAR-applikationer. När PCSEL används i ett LiDAR-system kräver det inte ett externt linssystem och dess tillhörande komplexa justeringsprocesser. Detta kan minska kostnaden, vikten och storleken på LiDAR-systemet.

Dessutom gör fördelarna med enkellägesdrift, låg divergensvinkel, hög uteffekt och stor ljusyta PCSEL:er mycket lämpliga för optisk lagring med hög densitet, mikroprojektorljuskällor och etc.

powerwaywafer

För mer information, vänligen kontakta oss maila påvictorchan@powerwaywafer.com och powerwaymaterial@gmail.com.

Dela det här inlägget