Лазер поверхностного излучения с вертикальным внешним резонатором
Лазер поверхностного излучения с вертикальным внешним резонатором ( VECSEL ) представляет собой небольшой полупроводниковый лазер, аналогичный лазеру поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL). VECSEL используются главным образом в качестве устройств ближнего инфракрасного диапазона в лазерном охлаждении и спектроскопии , но также изучаются для таких приложений, как телекоммуникации .
Сравнение с VCSEL
[ редактировать ]В отличие от VCSEL , в котором два зеркала с высокой отражающей способностью включены в структуру лазера для формирования оптического резонатора, в VECSEL одно из двух зеркал находится снаружи диодной структуры. В результате полость включает в себя область свободного пространства. Типичное расстояние от диода до внешнего зеркала составляет 1 см. Несколько рабочих продемонстрировали оптическую накачку [1] VECSEL, и они продолжают разрабатываться для многих приложений, включая очень мощные диодные лазерные источники для использования в промышленной обработке (резка, штамповка и т. д.) из-за их необычно высокой мощности (см. ниже) и эффективности при накачке многомодовым диодом. лазерные планки. Эти лазеры находятся в процессе [ когда? ] использования традиционных мощных лазеров, таких как твердотельные (например, Nd:YAG) и углекислотные лазеры, для операций механической обработки.
Однако VECSEL с электрической накачкой (совсем другое дело) были детищем Арама Мурадяна , инженера, известного своим фундаментальным вкладом в исследования ширины линии диодных лазеров, который много лет работал в лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института в Лексингтоне, штат Массачусетс . Мурадиан основал компанию Novalux, Inc., которая первой продемонстрировала VECSEL (которые они назвали «NECSEL»). [2] Применение VECSEL с электрической накачкой включает удвоение частоты излучателей VECSEL ближнего ИК-диапазона для получения компактных мощных источников одномодового синего и зеленого света для проекционных целей.
Полупроводниковое усиление
[ редактировать ]Одной из наиболее интересных особенностей любого VECSEL является толщина области усиления полупроводника в направлении распространения, составляющая менее 100 нм. Напротив, обычный плоский полупроводниковый лазер влечет за собой распространение света на расстояния от 250 мкм вверх до 2 мм или более. Значение короткого расстояния распространения состоит в том, что оно сводит к минимуму эффект «антиведущих» нелинейностей (этот же феномен по совпадению количественно определяется коэффициентом увеличения ширины линии, относящимся к вышеупомянутой более ранней работе Мурадиана) в области усиления диодного лазера. В результате получается одномодовый оптический луч с большим поперечным сечением, которого невозможно достичь с помощью диодных лазеров, расположенных в плоскости (так называемых «краевых излучателей»).
В VECSEL внешнее зеркало позволяет значительно большей площади диода участвовать в генерации света в одном режиме, что приводит к гораздо более высокой мощности, чем достижимо в противном случае. Монолитные VCSEL излучают мощность в диапазоне малых милливатт. Напротив, на «Конференции по лазерам и электрооптике» Оптического общества Америки в 2004 году, проходившей в Сан-Франциско, Калифорния , одна компания (Coherent, Inc.) объявила об одномодовом излучении непрерывной волны мощностью 45 Вт от VECSEL с оптической накачкой. Многие другие компании и организации по всему миру приняли архитектуру с оптической накачкой из-за ее простоты.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кальвес, С.; Хасти, JE ; Гуина, М.; Охотников О.Г.; Доусон, доктор медицины (2009). «Полупроводниковые дисковые лазеры для генерации видимого и ультрафиолетового излучения». Обзоры лазеров и фотоники . 3 (5): 407–434. дои : 10.1002/lpor.200810042 .
- ^ «Главная страница Новалукс» . Архивировано из оригинала 16 июня 2006 года . Проверено 20 июня 2006 г.
| Основные типы |
|
|---|---|
| Гибридные типы | |
| Другие типы | |
| Теория | |
| Материалы |
|
