PAM-Hạ Môncó thể cung cấp dịch vụ tăng trưởng epiticular cho laser phát ra bề mặt tinh thể quang tử (PCSEL), lấy cấu trúc epi sau đây làm ví dụ. Ngoài ra, chúng tôi có thể thực hiện tăng trưởng cấu trúc tùy chỉnh của laser PCSEL ở bất kỳ bước sóng nào để đáp ứng nhu cầu ứng dụng của bạn. Laser phát xạ bề mặt tinh thể quang tử là sự tích hợp của laser phát xạ bề mặt khoang thẳng đứng (VCSEL) và laser phát xạ cạnh (EEL). VCSEL chắc chắn và bền, nhưng phạm vi bước sóng và công suất của chúng không lý tưởng; Lươn có dải bước sóng rộng nhưng chi phí sản xuất cao và dễ vỡ. PCSEL tích hợp cả hai, làm cho chúng bổ sung cho nhau.
1. PCSEL Heterostructures
Structure 1:
| Số lớp | Tên lớp | Chất liệu | Độ dày |
| 8 | Lớp tiếp xúc: n | InGaAs | – |
| 7 | Lớp ốp: n | InP | 80nm |
| 6 | BTJ: n++ | InGaAs | – |
| 5 | BTJ: p++ | InAlGaAs | – |
| 4 | Lớp ốp: p | InP | – |
| 3 | MQW | InGaAsP | – |
| 2 | Lớp ốp: n | InP | – |
| 1 | Lớp liên hệ:n | InGaAs | – |
Structure 2: PAM211119-LD1550-HP
| Layer | Chất liệu | Thickness(nm) | Carrier Concentration(cm-3) | dopant | Loại |
| 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 |
| chất nền InP | — | — | — | — |
Structure 3: PAM211119-LD1550-PIN
| Layer | Chất liệu | Thickness(nm) | dopant | Dopant Concentration(cm-3) | Loại |
| 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. Laser phát ra bề mặt tinh thể quang tử là gì?
Kể từ khi phát triển laser tinh thể quang tử bán dẫn, các loại phổ biến có thể được chia thành hai loại:
1) Laser khuyết tật tinh thể quang tử: chế độ khoang cộng hưởng của nó được thiết kế trong khe năng lượng quang nên ánh sáng không thể tồn tại bên ngoài vùng khuyết tật, khiến ánh sáng chỉ cộng hưởng ở vùng khuyết tật này để tạo thành tia laser khuyết tật tinh thể quang tử. Loại laser tinh thể quang tử này có thể đạt được hệ số chất lượng cao hơn, âm lượng chế độ nhỏ hơn, hiệu ứng Purcell lớn hơn và điều kiện ngưỡng thấp hơn.
2) Plaser cạnh dải tinh thể hotonic: hoạt động trên các cạnh dải phẳng. Do vận tốc nhóm của sóng ánh sáng tiến gần đến 0 ở rìa vùng, sóng đứng được hình thành trong các điều kiện nhiễu xạ Bragg cụ thể. Do đặc tính nhiễu xạ Bragg cụ thể của nó, ánh sáng ở một bước sóng cụ thể trở thành ánh sáng phát ra theo phương thẳng đứng do bảo toàn năng lượng và động lượng. Vì vậy, loại laser này còn được gọi làbề mặt tinh thể quang tử phát ra tia laser.
3. CHIẾC VS VCSEL
PCSEL và VCSEL có những điểm tương đồng ở một số khía cạnh: cả hai đều là laser bán dẫn phát ra bề mặt có thể được bơm điện và thường phát ra các chùm tia tròn có chất lượng chùm tia cao. Tuy nhiên, có những khác biệt. Sự khác biệt cơ bản nhất liên quan đến quy mô của khu vực hoạt động:
Đối với VCSEL, khi cần hoạt động ở chế độ đơn, đường kính của vùng hoạt động cần được giới hạn nghiêm ngặt. Điều này thường giới hạn công suất đầu ra có thể ở mức vài miliwatt. Vùng hoạt động càng lớn thì công suất đầu ra có thể càng cao nhưng các hoạt động đa chế độ trong không gian tiếp theo có thể xảy ra, dẫn đến chất lượng chùm tia kém.
Tuy nhiên, PCSEL dựa trên cấu trúc tinh thể quang tử được thiết kế phù hợp, có thể duy trì hoạt động ở chế độ đơn trong khi có vùng hoạt động lớn hơn. Do đó, nó cho phép công suất đầu ra ở chế độ đơn cao hơn. Nếu áp dụng làm mát đầy đủ và hiệu quả hoặc áp dụng hoạt động xung với chu kỳ nhiệm vụ nhỏ, chế độ đơn hoặc ít nhất một vài chế độ dường như sẽ đạt được công suất đầu ra sóng liên tục cao hơn. Độ sáng (độ sáng) thu được tương ứng cao hơn nhiều so với VCSEL và độ phân kỳ chùm tia rất nhỏ.
4. Ứng dụng của PCSEL
PCSEL có cấu trúc mảng. Vùng ghép có thể được điều khiển trong mảng PCSEL. Chùm tia laser có thể được điều khiển theo thời gian thực bằng cách điều chỉnh pha điện tử của khu vực khớp nối. Vì vậy PCSEL phù hợp cho các ứng dụng LiDAR. Khi PCSEL được sử dụng trong hệ thống LiDAR, nó không yêu cầu hệ thống thấu kính bên ngoài và các quy trình điều chỉnh phức tạp liên quan. Điều này có thể giảm chi phí, trọng lượng và kích thước của hệ thống LiDAR.
Hơn nữa, ưu điểm của hoạt động ở chế độ đơn, góc phân kỳ thấp, công suất cao và diện tích ánh sáng phát ra lớn khiến PCSEL rất phù hợp với bộ lưu trữ quang mật độ cao, nguồn sáng máy chiếu siêu nhỏ, v.v.
Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tạivictorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.