بررسی بهبود بازده کوانتومی دیودهای نور گسیل (LED) و لیزر انتشار دهنده سطحی حفره عمودی (VCSEL) مبتنی بر GaN
Publish place: Second National Conference on New Technologies in Electrical and Computer Engineering
Publish Year: 1397
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: Persian
View: 525
This Paper With 16 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
ICTI02_012
تاریخ نمایه سازی: 7 خرداد 1398
Abstract:
لیزر حفره عمودی نشر کننده از سطح (VCSEL) یک دیود لیزری نیمه هادی منحصر بفرد می باشد؛ چرا که این دیود با جریان پائین راه اندازی می شود و می توان آن را در خلال پروسه ساخت، تست نمود. لذا دیود VCSEL در مقایسه با دیود لیزری نشرکننده از لبه، برای برخی کاربردهای خاص، ترجیح داده می شود. با این وجود، طراحی حفره یک لیزر VCSEL در مد عرضی منفرد، سر راست و ساده نمی باشد. لیزر VCSEL مورد مطالعه دارای طرح روکشی مشابه با کریستال فوتونی می باشد که شامل حفره های منظم در ابعاد کوچکتر از میکرومتر تا میکرومتر است. شبیه سازی های انجام شده در این مطالعه نشان می دهند که لیزر تک مد را میتوان با تنظیم پارامترهای حفره نظیر شعاع هسته و فاصله میان حفرهها در روکش، حاصل نمود. شبیهسازیها نشان میدهند که شعاع هسته، مهمترین پارامتر برای مشخصه مد میباشد. در خصوص یک ساختار لیزر VCSEL نمونه که مبتنی بر نیمه هادی های GaAs تحت مطالعه میباشد؛ مقدار شعاع هسته 0,25 میکرومتر تا 1,2 میکرومتر، میتواند یک لیزر VCSEL تک مد منحصر بفرد را ایجاد نماید. مقدار pitch نیز در مشخصه مد تاثیرگذار می باشد. شبیه سازی ها همچنین نشان می دهند که در مورد لیزر تک مد، به ازای مقادیر شعاع هسته از 0.25 میکرومتر تا 1.2 میکرومتر، حداکثر مقدار pitch برابر 0.7 میکرومتر است. لیزرهای حفره- عمودی انتشار سطحی (VCSEL) ها نسل جدید از لیزرهای نیمه هادی هستند که بطور قابل ملاحظه ای با لیزرهای انتشار- لبه ای مرسوم متفاوت می باشند. در سال های اخیر مشخصه های VCSEL های بطور چشمگیری بهبود یافته است VCSEL های امروزی دارای چگالی جریان آستانه ی کم و خروجی توان زیاد می باشند. همچنین، نمودار پرتو خروجی دایرهای آن ها و نیز مناسب بودنشان برای مجتمع سازی در آرایه های دو- بعدی، از آن ها انتخاب های بسیار امیدوار کنندهای برای ارتباطات نوری کم- بازه و اتصالات نوری، می سازد. بنابر مقاومت بالای بدست آمده از باز تابنده های براگ توزیع شده (DBR) و تلفات گرمای کم آن ها VCSEL ها واستگی شدیدی به اثرات گرمایی آن ها دراند. اثر دما بر روی لیزرهای نیمه هادی فاکتور بسیار مهمی است که باید در طراحی لیزر و کاربرد آن بدان توجه شود. پرواضح است که به منظور طراحی لیزرهای VCSL با عملکرد بهتر، توانایی مدل کردن لیزر با اثرات نوری، الکتریکی و گرمایی بسیار حایز اهمیت می باشد.
Keywords:
Authors
میلاد کمالوند
دانشجوی دکتری، دانشکده مکانیک برق و کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران