ການແນະນຳກ່ຽວກັບເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ປ່ອຍແສງພື້ນຜິວຊ່ອງຕັ້ງ (VCSEL)

ການແນະນໍາກ່ຽວກັບການປ່ອຍແສງພື້ນຜິວຂອງຊ່ອງຕັ້ງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳ(VCSEL)
ເລເຊີປ່ອຍແສງພື້ນຜິວພາຍນອກແນວຕັ້ງໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນໃນກາງຊຸມປີ 1990 ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາສຳຄັນທີ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການພັດທະນາເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳແບບດັ້ງເດີມຄື: ວິທີການຜະລິດຜົນຜະລິດເລເຊີພະລັງງານສູງທີ່ມີຄຸນນະພາບລຳແສງສູງໃນຮູບແບບທາງຂວາງພື້ນຖານ.
ເລເຊີປ່ອຍແສງພື້ນຜິວພາຍນອກແນວຕັ້ງ (Vecsels), ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າເລເຊີແຜ່ນເຄິ່ງຕົວນຳ(SDL), ເປັນສະມາຊິກທີ່ຂ້ອນຂ້າງໃໝ່ຂອງຄອບຄົວເລເຊີ. ມັນສາມາດອອກແບບຄວາມຍາວຄື້ນຂອງການປ່ອຍໂດຍການປ່ຽນແປງສ່ວນປະກອບວັດສະດຸ ແລະ ຄວາມໜາຂອງບໍ່ຄວອນຕຳໃນຕົວກາງທີ່ໄດ້ຮັບໄຟຟ້າເຄິ່ງຕົວນຳ, ແລະ ລວມກັບການເພີ່ມຂື້ນຂອງຄວາມຖີ່ພາຍໃນຊ່ອງຄວາມຖີ່ສາມາດກວມເອົາຊ່ວງຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ກວ້າງຕັ້ງແຕ່ອັລຕຣາໄວໂອເລັດຈົນເຖິງອິນຟາເຣດໄກ, ບັນລຸຜົນຜະລິດພະລັງງານສູງໃນຂະນະທີ່ຮັກສາລຳແສງເລເຊີແບບຊິມມາຕຣິກມຸມວົງມົນທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງຕ່ຳ. ຕົວສະທ້ອນແສງເລເຊີປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງ DBR ດ້ານລຸ່ມຂອງຊິບຮັບໄຟຟ້າ ແລະ ກະຈົກເຊື່ອມຕໍ່ຜົນຜະລິດພາຍນອກ. ໂຄງສ້າງຕົວສະທ້ອນແສງພາຍນອກທີ່ເປັນເອກະລັກນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ອົງປະກອບທາງແສງສາມາດໃສ່ເຂົ້າໄປໃນຊ່ອງຄວາມຖີ່ສຳລັບການປະຕິບັດງານເຊັ່ນ: ການເພີ່ມຄວາມຖີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມຖີ່, ແລະ ການລັອກໂໝດ, ເຮັດໃຫ້ VECSEL ເປັນທີ່ເໝາະສົມ.ແຫຼ່ງເລເຊີສຳລັບການນຳໃຊ້ຕັ້ງແຕ່ biophotonics, spectroscopy,ຢາເລເຊີ, ແລະ ການສະແດງຜົນດ້ວຍເລເຊີ.
ຕົວສະທ້ອນແສງຂອງເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳແສງທີ່ປ່ອຍແສງອອກຈາກໜ້າດິນ VC ແມ່ນຕັ້ງສາກກັບລະນາບບ່ອນທີ່ພື້ນທີ່ເຄື່ອນໄຫວຕັ້ງຢູ່, ແລະແສງທີ່ອອກມາຂອງມັນແມ່ນຕັ້ງສາກກັບລະນາບຂອງພື້ນທີ່ເຄື່ອນໄຫວ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ. VCSEL ມີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ເປັນເອກະລັກ, ເຊັ່ນ: ຂະໜາດນ້ອຍ, ຄວາມຖີ່ສູງ, ຄຸນນະພາບຂອງລຳແສງທີ່ດີ, ຂອບເຂດຄວາມເສຍຫາຍຂອງໜ້າດິນທີ່ມີຊ່ອງກວ້າງ, ແລະຂະບວນການຜະລິດທີ່ຂ້ອນຂ້າງງ່າຍດາຍ. ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບທີ່ດີເລີດໃນການນຳໃຊ້ຈໍສະແດງຜົນເລເຊີ, ການສື່ສານທາງແສງ ແລະ ໂມງທາງແສງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, VCsels ບໍ່ສາມາດໄດ້ຮັບເລເຊີພະລັງງານສູງເກີນລະດັບວັດ, ສະນັ້ນພວກມັນຈຶ່ງບໍ່ສາມາດນຳໃຊ້ໃນຂົງເຂດທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານສູງ.

ຕົວສະທ້ອນແສງເລເຊີຂອງ VCSEL ປະກອບດ້ວຍຕົວສະທ້ອນແສງ Bragg ແບບກະຈາຍ (DBR) ປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງ epitaxial ຫຼາຍຊັ້ນຂອງວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳທັງດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມຂອງພື້ນທີ່ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ເຊິ່ງແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍຈາກເລເຊີຕົວສະທ້ອນແສງປະກອບດ້ວຍລະນາບທີ່ແຕກອອກໃນ EEL. ທິດທາງຂອງຕົວສະທ້ອນແສງ VCSEL ແມ່ນຕັ້ງສາກກັບໜ້າດິນຂອງຊິບ, ຜົນຜະລິດເລເຊີຍັງຕັ້ງສາກກັບໜ້າດິນຂອງຊິບ, ແລະການສະທ້ອນແສງຂອງທັງສອງດ້ານຂອງ DBR ແມ່ນສູງກວ່າລະນາບລະລາຍ EEL ຫຼາຍ.
ຄວາມຍາວຂອງຕົວສະທ້ອນແສງເລເຊີຂອງ VCSEL ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນສອງສາມໄມຄຣອນ, ເຊິ່ງນ້ອຍກວ່າຕົວສະທ້ອນແສງມິນລິແມັດຂອງ EEL ຫຼາຍ, ແລະ ການເພີ່ມກຳລັງທາງດຽວທີ່ໄດ້ຮັບຈາກການສັ່ນສະເທືອນຂອງສະໜາມແສງໃນຊ່ອງແມ່ນຕໍ່າ. ເຖິງແມ່ນວ່າຜົນຜະລິດຮູບແບບຂວາງພື້ນຖານສາມາດບັນລຸໄດ້, ແຕ່ພະລັງງານຜົນຜະລິດສາມາດບັນລຸໄດ້ພຽງແຕ່ຫຼາຍມິນລິວັດເທົ່ານັ້ນ. ຮູບແບບຕັດຂວາງຂອງລຳແສງເລເຊີຜົນຜະລິດ VCSEL ແມ່ນວົງມົນ, ແລະ ມຸມແຍກແມ່ນນ້ອຍກວ່າລຳແສງເລເຊີທີ່ປ່ອຍຂອບຫຼາຍ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນຜະລິດພະລັງງານສູງຂອງ VCSEL, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງເພີ່ມພື້ນທີ່ແສງສະຫວ່າງເພື່ອໃຫ້ໄດ້ກຳລັງຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະ ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງພື້ນທີ່ແສງສະຫວ່າງຈະເຮັດໃຫ້ເລເຊີຜົນຜະລິດກາຍເປັນຜົນຜະລິດຫຼາຍຮູບແບບ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ມັນຍາກທີ່ຈະບັນລຸການສີດກະແສໄຟຟ້າທີ່ເປັນເອກະພາບໃນພາກພື້ນແສງສະຫວ່າງຂະໜາດໃຫຍ່, ແລະ ການສີດກະແສໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບຈະເຮັດໃຫ້ການສະສົມຄວາມຮ້ອນເສຍຮ້າຍແຮງຂຶ້ນ. ສະຫຼຸບແລ້ວ, VCSEL ສາມາດສົ່ງອອກຈຸດສົມມາດວົງມົນຮູບແບບພື້ນຖານຜ່ານການອອກແບບໂຄງສ້າງທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ, ແຕ່ພະລັງງານຜົນຜະລິດແມ່ນຕໍ່າເມື່ອຜົນຜະລິດເປັນຮູບແບບດຽວ. ດັ່ງນັ້ນ, VCsel ຫຼາຍຕົວມັກຈະຖືກລວມເຂົ້າໃນຮູບແບບຜົນຜະລິດ.