నిలువు కుహరం ఉపరితల పరిచయం సెమీకండక్టర్ లేజర్ (VCSEL)

నిలువు కుహరం ఉపరితల ఉద్గార పరిచయంసెమీకండక్టర్ లేజర్(Vcsel)
సాంప్రదాయ సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల అభివృద్ధిని బాధపెట్టిన కీలక సమస్యను అధిగమించడానికి 1990 ల మధ్యలో నిలువు బాహ్య కుహరం ఉపరితల-ఉద్గార లేజర్‌లను అభివృద్ధి చేశారు: ప్రాథమిక విలోమ మోడ్‌లో అధిక పుంజం నాణ్యతతో అధిక-శక్తి లేజర్ అవుట్‌పుట్‌లను ఎలా ఉత్పత్తి చేయాలి.
నిలువు బాహ్య కుహరం ఉపరితల-ఉద్గార లేజర్స్ (వెక్సెల్స్), దీనిని కూడా పిలుస్తారుసెమీకండక్టర్ డిస్క్ లేజర్స్(SDL), లేజర్ కుటుంబంలో సాపేక్షంగా కొత్త సభ్యుడు. ఇది సెమీకండక్టర్ లాభం మాధ్యమంలో క్వాంటం బావి యొక్క పదార్థ కూర్పు మరియు మందాన్ని మార్చడం ద్వారా ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యాన్ని రూపొందించగలదు, మరియు ఇంట్రాకావిటీ ఫ్రీక్వెన్సీ రెట్టింపుతో కలిపి అతినీలలోహిత నుండి చాలా ఇన్ఫ్రారెడ్ వరకు విస్తృత తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిని కవర్ చేస్తుంది, తక్కువ డైవర్జెన్స్ యాంగిల్ సర్క్యులర్ సిమెట్రిక్ లేజర్ బీమ్‌ను కొనసాగిస్తూ అధిక శక్తి ఉత్పత్తిని సాధిస్తుంది. లేజర్ రెసొనేటర్ లాభం చిప్ యొక్క దిగువ DBR నిర్మాణం మరియు బాహ్య అవుట్పుట్ కలపడం అద్దంతో కూడి ఉంటుంది. ఈ ప్రత్యేకమైన బాహ్య ప్రతిధ్వని నిర్మాణం ఫ్రీక్వెన్సీ రెట్టింపు, ఫ్రీక్వెన్సీ వ్యత్యాసం మరియు మోడ్-లాకింగ్ వంటి కార్యకలాపాల కోసం ఆప్టికల్ ఎలిమెంట్స్‌ను కుహరంలోకి చేర్చడానికి అనుమతిస్తుంది, వెక్సెల్ ఆదర్శంగా మారుతుందిలేజర్ మూలంబయోఫోటోనిక్స్, స్పెక్ట్రోస్కోపీ నుండి అనువర్తనాల కోసం,లేజర్ మెడిసిన్, మరియు లేజర్ ప్రొజెక్షన్.
VC- ఉపరితలం ఉద్గార సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క ప్రతిధ్వని క్రియాశీల ప్రాంతం ఉన్న విమానానికి లంబంగా ఉంటుంది, మరియు దాని అవుట్పుట్ కాంతి క్రియాశీల ప్రాంతం యొక్క విమానానికి లంబంగా ఉంటుంది, ఫిగర్లో చూపినట్లుగా, చిన్న పరిమాణం, అధిక పౌన frequency పున్యం, మంచి పుంజం నాణ్యత, పెద్ద కావిటీ ఉపరితల నష్టం మరియు సాపేక్షంగా సాధారణ ఉత్పత్తి ప్రక్రియ వంటి ప్రత్యేకమైన ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. ఇది లేజర్ డిస్ప్లే, ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ మరియు ఆప్టికల్ క్లాక్ యొక్క అనువర్తనాలలో అద్భుతమైన పనితీరును చూపుతుంది. ఏదేమైనా, VCSEL లు వాట్ స్థాయికి పైన అధిక-శక్తి లేజర్‌లను పొందలేవు, కాబట్టి వాటిని అధిక శక్తి అవసరాలతో ఉన్న ఫీల్డ్‌లలో ఉపయోగించలేరు.

VCSEL యొక్క లేజర్ రెసొనేటర్, క్రియాశీల ప్రాంతం యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ వైపులా సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క బహుళ-పొర ఎపిటాక్సియల్ నిర్మాణంతో కూడిన పంపిణీ చేయబడిన బ్రాగ్ రిఫ్లెక్టర్ (DBR) తో కూడి ఉంటుంది, ఇది చాలా భిన్నంగా ఉంటుందిలేజర్EEL లో చీలిక విమానంతో కూడిన ప్రతిధ్వని. VCSEL ఆప్టికల్ రెసొనేటర్ యొక్క దిశ చిప్ ఉపరితలానికి లంబంగా ఉంటుంది, లేజర్ అవుట్పుట్ కూడా చిప్ ఉపరితలానికి లంబంగా ఉంటుంది మరియు DBR యొక్క రెండు వైపుల యొక్క ప్రతిబింబం ఈల్ ద్రావణ విమానం కంటే చాలా ఎక్కువ.
VCSEL యొక్క లేజర్ రెసొనేటర్ యొక్క పొడవు సాధారణంగా కొన్ని మైక్రాన్లు, ఇది ఈల్ యొక్క మిల్లీమీటర్ రెసొనేటర్ కంటే చాలా చిన్నది, మరియు కుహరంలో ఆప్టికల్ ఫీల్డ్ డోలనం ద్వారా పొందిన వన్-వే లాభం తక్కువగా ఉంటుంది. ప్రాథమిక విలోమ మోడ్ అవుట్పుట్ సాధించగలిగినప్పటికీ, అవుట్పుట్ శక్తి అనేక మిల్లీవాట్లను మాత్రమే చేరుకోగలదు. VCSEL అవుట్పుట్ లేజర్ పుంజం యొక్క క్రాస్-సెక్షన్ ప్రొఫైల్ వృత్తాకారంగా ఉంటుంది, మరియు డైవర్జెన్స్ కోణం ఎడ్జ్-ఎమిటింగ్ లేజర్ పుంజం కంటే చాలా చిన్నది. VCSEL యొక్క అధిక శక్తి ఉత్పత్తిని సాధించడానికి, మరింత లాభాలను అందించడానికి ప్రకాశించే ప్రాంతాన్ని పెంచడం అవసరం, మరియు ప్రకాశించే ప్రాంతం యొక్క పెరుగుదల అవుట్పుట్ లేజర్ మల్టీ-మోడ్ అవుట్‌పుట్‌గా మారడానికి కారణమవుతుంది. అదే సమయంలో, పెద్ద ప్రకాశించే ప్రాంతంలో ఏకరీతి ప్రస్తుత ఇంజెక్షన్ సాధించడం చాలా కష్టం, మరియు అసమాన ప్రస్తుత ఇంజెక్షన్ వ్యర్థ వేడి చేరడం తీవ్రతరం చేస్తుంది. చిన్నది, VCSEL సహేతుకమైన నిర్మాణ రూపకల్పన ద్వారా ప్రాథమిక మోడ్ వృత్తాకార సిమెట్రిక్ స్పాట్‌ను అవుట్పుట్ చేయగలదు, అయితే అవుట్పుట్ ఒకే మోడ్ అయినప్పుడు అవుట్పుట్ శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది. కనుక, బహుళ VCSELS తరచుగా అవుట్‌పుట్ లోకి కలిసిపోతుంది.