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可见光面射型雷射
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-12-10 | 66 次浏览 | 分享到:

若要将面射型雷射应用到光资讯领域相关应用,例如光碟机读写头或塑胶光纤(plastic optical fiber, POF)主动光源,那么发光波长进一步缩短到可见光范围相当必要,以红光为例,用来制作光碟机读写头的话其资讯储存密度可以比780nm 红外光雷射还要高出数倍,也就是同样面积的光碟片可以储存数倍的资讯;而应用在塑胶光纤的话也可以获得较低的传输损耗,如下图1-9所示,典型的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑胶光纤与玻璃光纤不同,在可见光红光 650nm、黄光570nm 与蓝绿光500nm波段耗损率均比红外光波段还要低,采用可见光雷射光源可以获得较远的讯号传输距离,因此在1990年代起面射型雷射研究重点往较短波长的可见光频谱范围推进也就成为必然的趋势。最早报导红光波段面射型雷射的文献是1992年Bell Lab.的B. Tell 团队延续上述发光波长 770nm 类似结构,主要差别在于发光层的超晶格结构等效组成(equivalentcomposition)由Al0.14G0.86As 变为 Al0.4G0.6As(由12 对厚度分别为25.4A的GaAs层和17.0A的AlAs层所组成),光激发光频谱理论峰值波长为645nm,下方30对n型DBR(Si掺杂浓度3×1018cm-3)与上方22对p型DBR(Be 掺杂浓度2 ×1018cm-3)均由430A 厚的Al0.3Ga0.7As和490A厚的AIAs组成,Al0.3Ga0.7As和 AlAs 之间的介面处有80A的Al0.65Ga0.35As 渐变层以降低介面串联电阻。整体元件的反射率频谱具有 Fabry-Perot 共振腔模态波长为699nm,也就是最后元件实际发光波长,该元件可以在室温下脉冲电流操作,阈值电流 为 10mA[29]。

如前所述,如果要再进一步缩短发光波长到650nm 左右的话,采用AlGaAs材料作为活性原则其中铝含量莫耳分率势必会接近 0.45,造成直接能隙与间接能际的转丰导致发光效率急边下降,因此如果要制作650nm 甚至 635nm 的红光面射型雷射,势必要采用其他材料才能获得比较好的发光效率。因此在 1992年美国 Sandia 国家实验室”J.A.Lott 和 R. P. Schneider 的团队利用低压有机金属气相磊晶设备(low pressure metalorganicvapor phase epitaxy, LPMOVPE)成长