ການເລືອກແຫຼ່ງເລເຊີທີ່ເໝາະສົມ: ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳສົ່ງແສງຂອບ ພາກທີໜຶ່ງ

ການເລືອກທີ່ເໝາະສົມແຫຼ່ງເລເຊີ: ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍແສງຂອບ
1. ບົດນໍາ
ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳຊິບແບ່ງອອກເປັນຊິບເລເຊີທີ່ປ່ອຍແສງຂອບ (EEL) ແລະຊິບເລເຊີທີ່ປ່ອຍແສງໜ້າຜິວຊ່ອງຕັ້ງ (VCSEL) ຕາມຂະບວນການຜະລິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ, ແລະຄວາມແຕກຕ່າງດ້ານໂຄງສ້າງສະເພາະຂອງມັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1. ເມື່ອປຽບທຽບກັບເລເຊີທີ່ປ່ອຍແສງໜ້າຜິວຊ່ອງຕັ້ງ, ການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍແສງຂອບແມ່ນມີຄວາມເປັນຜູ້ໃຫຍ່ຫຼາຍຂຶ້ນ, ມີຊ່ວງຄວາມຍາວຄື້ນກວ້າງ, ສູງເອເລັກໂຕຣ-ອອບຕິກປະສິດທິພາບການປ່ຽນແປງ, ພະລັງງານຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ຂໍ້ໄດ້ປຽບອື່ນໆ, ເໝາະສົມຫຼາຍສຳລັບການປະມວນຜົນເລເຊີ, ການສື່ສານທາງແສງ ແລະ ຂົງເຂດອື່ນໆ. ໃນປະຈຸບັນ, ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍແສງຂອບແມ່ນສ່ວນໜຶ່ງທີ່ສຳຄັນຂອງອຸດສາຫະກຳອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະ ການນຳໃຊ້ຂອງມັນໄດ້ກວມເອົາອຸດສາຫະກຳ, ໂທລະຄົມມະນາຄົມ, ວິທະຍາສາດ, ຜູ້ບໍລິໂພກ, ການທະຫານ ແລະ ອາວະກາດ. ດ້ວຍການພັດທະນາ ແລະ ຄວາມກ້າວໜ້າຂອງເຕັກໂນໂລຢີ, ພະລັງງານ, ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ປະສິດທິພາບການປ່ຽນແປງພະລັງງານຂອງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍແສງຂອບໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແລະ ຄວາມສົດໃສດ້ານການນຳໃຊ້ຂອງມັນກໍກວ້າງຂວາງຂຶ້ນເລື້ອຍໆ.
ຕໍ່ໄປ, ຂ້າພະເຈົ້າຈະນຳພາທ່ານໄປຊື່ນຊົມກັບສະເໜ່ທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງການປ່ອຍແສງຂ້າງຄຽງຕື່ມອີກເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳ.

ຮູບທີ 1 (ຊ້າຍ) ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍແສງຂ້າງ ແລະ ແຜນວາດໂຄງສ້າງເລເຊີທີ່ປ່ອຍແສງໜ້າຜິວແນວຕັ້ງ (ຂວາ)

2. ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງເຄິ່ງຕົວນຳການປ່ອຍແສງຂອບເລເຊີ
ໂຄງສ້າງຂອງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍຂອບສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມສ່ວນຕໍ່ໄປນີ້: ພາກພື້ນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຂອງເຄິ່ງຕົວນຳ, ແຫຼ່ງກຳເນີດປັ໊ມ ແລະ ຕົວສະທ້ອນແສງແບບແສງ. ແຕກຕ່າງຈາກຕົວສະທ້ອນແສງຂອງເລເຊີທີ່ປ່ອຍພື້ນຜິວແນວຕັ້ງ (ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍກະຈົກ Bragg ດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມ), ຕົວສະທ້ອນແສງໃນອຸປະກອນເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍຂອບສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍຟິມແສງທັງສອງດ້ານ. ໂຄງສ້າງອຸປະກອນ EEL ທົ່ວໄປ ແລະ ໂຄງສ້າງຕົວສະທ້ອນແສງແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2. ໂຟຕອນໃນອຸປະກອນເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍຂອບຖືກຂະຫຍາຍໂດຍການເລືອກໂໝດໃນຕົວສະທ້ອນແສງ, ແລະ ເລເຊີຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນທິດທາງຂະໜານກັບພື້ນຜິວຂອງຊັ້ນຮອງ. ອຸປະກອນເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍຂອບມີຄວາມຍາວຄື້ນປະຕິບັດການທີ່ຫຼາກຫຼາຍ ແລະ ເໝາະສົມກັບການນຳໃຊ້ຕົວຈິງຫຼາຍຢ່າງ, ສະນັ້ນພວກມັນຈຶ່ງກາຍເປັນໜຶ່ງໃນແຫຼ່ງເລເຊີທີ່ເໝາະສົມ.

ດັດຊະນີການປະເມີນປະສິດທິພາບຂອງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍແສງຂອບຍັງສອດຄ່ອງກັບເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳອື່ນໆ, ລວມທັງ: (1) ຄວາມຍາວຄື້ນເລເຊີ; (2) ກະແສໄຟຟ້າຂອບເຂດ Ith, ນັ້ນຄືກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄດໂອດເລເຊີເລີ່ມສ້າງການສັ່ນສະເທືອນຂອງເລເຊີ; (3) ກະແສໄຟຟ້າເຮັດວຽກ Iop, ນັ້ນຄືກະແສໄຟຟ້າຂັບເຄື່ອນເມື່ອໄດໂອດເລເຊີບັນລຸພະລັງງານຜົນຜະລິດທີ່ກຳນົດໄວ້, ພາລາມິເຕີນີ້ຖືກນຳໃຊ້ກັບການອອກແບບ ແລະ ການປັບປ່ຽນຂອງວົງຈອນຂັບເຄື່ອນເລເຊີ; (4) ປະສິດທິພາບຄວາມຊັນ; (5) ມຸມການແຕກແຍກແນວຕັ້ງ θ⊥; (6) ມຸມການແຕກແຍກແນວນອນ θ∥; (7) ຕິດຕາມກະແສໄຟຟ້າ Im, ນັ້ນຄືຂະໜາດກະແສໄຟຟ້າຂອງຊິບເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ພະລັງງານຜົນຜະລິດທີ່ກຳນົດໄວ້.

3. ຄວາມຄືບໜ້າໃນການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍແສງຂອບໂດຍອີງໃສ່ GaAs ແລະ GaN
ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ອີງໃສ່ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ GaAs ແມ່ນໜຶ່ງໃນເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີຄວາມກ້າວໜ້າທີ່ສຸດ. ໃນປະຈຸບັນ, ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍແສງຂອບໃນແຖບອິນຟາເຣດໃກ້ (760-1060 nm) ທີ່ອີງໃສ່ GAAS ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຄ້າ. ໃນຖານະເປັນວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳລຸ້ນທີສາມຫຼັງຈາກ Si ແລະ GaAs, GaN ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ ແລະ ອຸດສາຫະກໍາເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີທີ່ດີເລີດ. ດ້ວຍການພັດທະນາອຸປະກອນອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ອີງໃສ່ GAN ແລະ ຄວາມພະຍາຍາມຂອງນັກຄົ້ນຄວ້າ, ໄດໂອດປ່ອຍແສງ ແລະ ເລເຊີປ່ອຍແສງທີ່ອີງໃສ່ GAN ໄດ້ຖືກນໍາມາໃຊ້ເປັນອຸດສາຫະກໍາ.