የቋሚ ክፍተት ወለል አመንጪ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር (VCSEL) መግቢያ

ቀጥ ያለ የጉድጓድ ወለል የሚያመነጨው መግቢያሴሚኮንዳክተር ሌዘር(ቪሲኤል)
በ1990ዎቹ አጋማሽ ላይ ባህላዊ ሴሚኮንዳክተር ሌዘሮችን እድገት ያስከተለውን ቁልፍ ችግር ለመፍታት ቀጥ ያሉ ውጫዊ ቀዳዳዎችን የሚለቁ ላሰሮች ተፈጥረዋል፤ ይህም በመሠረታዊ ትራንስቨርስ ሁነታ ከፍተኛ የጨረር ጥራት ያላቸውን ከፍተኛ ኃይል ያላቸው የሌዘር ውጤቶችን እንዴት ማምረት እንደሚቻል ነው።
ቀጥ ያለ ውጫዊ ክፍተት ወለል አመንጪ ሌዘሮች (Vecsels)፣ እንዲሁም በመባልም ይታወቃልሴሚኮንዳክተር ዲስክ ሌዘር(SDL)፣ በአንጻራዊ ሁኔታ አዲስ የሌዘር ቤተሰብ አባል ናቸው። በሴሚኮንዳክተር ጌይን ሜድ ውስጥ የኳንተም ጉድጓድ የቁስ ስብጥር እና ውፍረት በመቀየር የልቀት ሞገድ ርዝመትን መንደፍ ይችላል፣ እና ከውስጥ ካቫቪቲ ድግግሞሽ ድርብ ጋር ሲጣመር ከአልትራቫዮሌት እስከ ሩቅ ኢንፍራሬድ ሰፊ የሞገድ ርዝመት ሊሸፍን ይችላል፣ ዝቅተኛ ልዩነትን በመጠበቅ ከፍተኛ የኃይል ውፅዓት ያስገኛል። የሌዘር ሬዞናተር የጌይን ቺፕ የታችኛው DBR መዋቅር እና ውጫዊ የውጤት ማያያዣ መስታወት የተዋቀረ ነው። ይህ ልዩ ውጫዊ ሬዞናተር መዋቅር የኦፕቲካል አባሎችን ወደ ክፍተት ውስጥ ለማስገባት እንደ ድግግሞሽ ድርብ፣ የድግግሞሽ ልዩነት እና ሁነታ-መቆለፊያ ላሉ ስራዎች እንዲገቡ ያስችላል፣ ይህም VECSELን ተስማሚ ያደርገዋል።የሌዘር ምንጭከባዮፎቶኒክስ፣ ስፔክትሮስኮፒ፣የሌዘር ሕክምናእና የሌዘር ፕሮጀክሽን።
የVC-surface አመንጪ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ሬዞናተር ንቁው ክልል የሚገኝበት ፕላን ጋር ቀጥ ያለ ሲሆን የውጤት መብራቱ ከንቁው ክልል ፕላን ጋር ቀጥ ያለ ነው፣ በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው። VCSEL እንደ ትንሽ መጠን፣ ከፍተኛ ድግግሞሽ፣ ጥሩ የጨረር ጥራት፣ ትልቅ የጉድጓድ ወለል ጉዳት ገደብ እና በአንጻራዊነት ቀላል የምርት ሂደት ያሉ ልዩ ጥቅሞች አሉት። በሌዘር ማሳያ፣ በኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን እና በኦፕቲካል ሰዓት አተገባበር ረገድ በጣም ጥሩ አፈጻጸም ያሳያል። ሆኖም፣ VCsels ከዋት ደረጃ በላይ ከፍተኛ ኃይል ያላቸው ሌዘሮችን ማግኘት አይችሉም፣ ስለዚህ ከፍተኛ የኃይል ፍላጎት ባላቸው መስኮች ላይ ጥቅም ላይ ሊውሉ አይችሉም።

የVCSEL የሌዘር ሬዞናተር በንቁ ክልል የላይኛው እና የታችኛው ጎኖች ላይ ባለ ብዙ ሽፋን ኤፒታክሲያል መዋቅር ባለው የተከፋፈለ የብራግ አንጸባራቂ (DBR) የተዋቀረ ሲሆን ይህም ከንቁ ክልል በጣም የተለየ ነው።ሌዘርበEEL ውስጥ ካለው የክሊቫጅ ፕላን የተዋቀረ ሬዞናተር። የVCSEL ኦፕቲካል ሬዞናተር አቅጣጫ ከቺፕ ወለል ጋር ቀጥ ያለ ነው፣ የሌዘር ውፅዓትም ከቺፕ ወለል ጋር ቀጥ ያለ ነው፣ እና የDBR ሁለቱም ጎኖች አንጸባራቂነት ከEEL መፍትሄ ፕላን በጣም ከፍ ያለ ነው።
የVCSEL የሌዘር ሬዞናተር ርዝመት በአጠቃላይ ጥቂት ማይክሮኖች ሲሆን ይህም ከEEL ሚሊሜትር ሬዞናተር በጣም ያነሰ ሲሆን በጉድጓዱ ውስጥ ባለው የኦፕቲካል መስክ ንዝረት የሚገኘው የአንድ መንገድ ትርፍ ዝቅተኛ ነው። ምንም እንኳን መሰረታዊ የትራንስቨር ሞድ ውፅዓት ሊደረስበት ቢችልም፣ የውጤት ኃይሉ ወደ ብዙ ሚሊዋት ብቻ ሊደርስ ይችላል። የVCSEL ውፅዓት ሌዘር ጨረር የመስቀል ክፍል መገለጫ ክብ ነው፣ እና የልዩነት አንግል ከጠርዝ አመንጪ ሌዘር ጨረር በጣም ያነሰ ነው። የVCSEL ከፍተኛ የኃይል ውፅዓት ለማግኘት፣ የበለጠ ትርፍ ለማቅረብ የብርሃን ክልልን መጨመር አስፈላጊ ነው፣ እና የብርሃን ክልል መጨመር የውፅዓት ሌዘር ባለብዙ ሁነታ ውፅዓት እንዲሆን ያደርገዋል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ በትልቅ የብርሃን ክልል ውስጥ ወጥ የሆነ የአሁኑ መርፌ ማግኘት አስቸጋሪ ነው፣ እና ያልተስተካከለ የአሁኑ መርፌ የቆሻሻ ሙቀትን ክምችት ያባብሰዋል። በአጭሩ፣ VCSEL በተመጣጣኝ መዋቅራዊ ዲዛይን አማካኝነት መሰረታዊ ሁነታ ክብ ቅርጽ ያለው ሲሜትሪክ ቦታን ሊያወጣ ይችላል፣ ነገር ግን ውፅዓት ነጠላ ሁነታ ሲሆን የውፅዓት ኃይሉ ዝቅተኛ ነው። ስለዚህ፣ ብዙ VCsels ብዙውን ጊዜ በውጤት ሁነታ ውስጥ ይዋሃዳሉ።