Izbira idealnega laserskega vira: robni emisijski polprevodniški laser, drugi del

Izbira idealaLaserski vir: Robna emisijaPolprevodniški laserDrugi del

4. Status uporabe polprevodniških laserjev z robno emisijo
Zaradi širokega valovnega območja in visoke moči so se polprevodniški laserji z robnim sevanjem uspešno uporabljali na številnih področjih, kot so avtomobilska industrija, optične komunikacije in ...laserzdravljenje. Po podatkih Yole Developpement, mednarodno priznane agencije za tržne raziskave, bo trg laserjev od roba do leta 2027 zrasel na 7,4 milijarde dolarjev, s skupno letno stopnjo rasti 13 %. To rast bodo še naprej poganjale optične komunikacije, kot so optični moduli, ojačevalniki in 3D-senzorske aplikacije za podatkovne komunikacije in telekomunikacije. Za različne zahteve uporabe so bile v industriji razvite različne sheme zasnove strukture EEL, vključno s: polprevodniškimi laserji Fabripero (FP), polprevodniškimi laserji z porazdeljenim Braggovim reflektorjem (DBR), polprevodniškimi laserji z zunanjo votlino (ECL), polprevodniškimi laserji s porazdeljeno povratno zanko (DFB laser), kvantni kaskadni polprevodniški laserji (QCL) in laserske diode s širokim območjem (BALD).

Z naraščajočim povpraševanjem po optični komunikaciji, 3D-senzorskih aplikacijah in drugih področjih se povečuje tudi povpraševanje po polprevodniških laserjih. Poleg tega polprevodniški laserji z robnim sevanjem in polprevodniški laserji z navpično votlino s površinskim sevanjem medsebojno zapolnjujejo pomanjkljivosti v novih aplikacijah, kot so:
(1) Na področju optičnih komunikacij se pri prenosnih razdaljah od 2 km do 40 km in hitrostih prenosa do 40 Gbps običajno uporabljata 1550 nm InGaAsP/InP porazdeljena povratna zanka (DFB laser) EEL in 1300 nm InGaAsP/InGaP Fabry Pero EEL. Vendar pa pri prenosnih razdaljah od 60 m do 300 m in nižjih hitrostih prenosa prevladujejo VCsel-i na osnovi 850 nm InGaAs in AlGaAs.
(2) Vertikalni laserji z površinskim sevanjem imajo prednosti majhnosti in ozke valovne dolžine, zato se pogosto uporabljajo na trgu potrošniške elektronike, prednosti svetlosti in moči polprevodniških laserjev z robnim sevanjem pa utirajo pot aplikacijam za daljinsko zaznavanje in visokozmogljivim obdelavam.
(3) Za liDAR kratkega in srednjega dosega se lahko uporabljajo tako polprevodniški laserji z robnim sevanjem kot tudi polprevodniški laserji z navpično votlino, ki sevajo površino, za doseganje specifičnih aplikacij, kot sta zaznavanje mrtvih kotov in zaznavanje zapuščanja voznega pasu.

5. Nadaljnji razvoj
Robni sevalni polprevodniški laser ima prednosti visoke zanesljivosti, miniaturizacije in visoke gostote svetlobne moči ter ima široke možnosti uporabe v optičnih komunikacijah, liDAR-ju, medicini in drugih področjih. Čeprav je proizvodni proces robnih sevalnih polprevodniških laserjev relativno zrel, je za zadostitev naraščajočega povpraševanja industrijskih in potrošniških trgov po robnih sevalnih polprevodniških laserjih potrebno nenehno optimizirati tehnologijo, proces, zmogljivost in druge vidike robnih sevalnih polprevodniških laserjev, vključno z: zmanjšanjem gostote napak znotraj rezine; skrajšanjem procesnih postopkov; razvojem novih tehnologij za nadomestitev tradicionalnih postopkov rezanja rezin z brusnim kolesom in rezilom, ki so nagnjeni k vnosu napak; optimizacijo epitaksialne strukture za izboljšanje učinkovitosti robnega sevalnega laserja; zmanjšanjem proizvodnih stroškov itd. Poleg tega je zaradi stranskega roba polprevodniškega laserskega čipa težko doseči majhno pakiranje čipov, zato je treba s tem povezan postopek pakiranja še dodatno raziskati.