Lựa chọn nguồn laser lý tưởng: Laser bán dẫn phát xạ cạnh Phần hai

Lựa chọn lý tưởngNguồn laser: Phát xạ cạnhLaser bán dẫnPhần Hai

4. Tình trạng ứng dụng của laser bán dẫn phát xạ cạnh
Nhờ dải bước sóng rộng và công suất cao, laser bán dẫn phát xạ cạnh đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực như ô tô, truyền thông quang học và...tia laserđiều trị y tế. Theo Yole Developpement, một cơ quan nghiên cứu thị trường nổi tiếng quốc tế, thị trường laser phát xạ cạnh (EEL) sẽ tăng trưởng lên 7,4 tỷ đô la vào năm 2027, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 13%. Sự tăng trưởng này sẽ tiếp tục được thúc đẩy bởi truyền thông quang học, chẳng hạn như các mô-đun quang học, bộ khuếch đại và các ứng dụng cảm biến 3D cho truyền thông dữ liệu và viễn thông. Đối với các yêu cầu ứng dụng khác nhau, các sơ đồ thiết kế cấu trúc EEL khác nhau đã được phát triển trong ngành, bao gồm: laser bán dẫn Fabripero (FP), laser bán dẫn phản xạ Bragg phân tán (DBR), laser bán dẫn khoang ngoài (ECL), laser bán dẫn phản hồi phân tán (Laser DFB), laser bán dẫn thác lượng tử (QCL) và điốt laser diện tích rộng (BALD).

Với nhu cầu ngày càng tăng đối với truyền thông quang học, các ứng dụng cảm biến 3D và các lĩnh vực khác, nhu cầu về laser bán dẫn cũng đang tăng lên. Ngoài ra, laser bán dẫn phát xạ cạnh và laser bán dẫn phát xạ bề mặt khoang dọc cũng đóng vai trò bổ sung những thiếu sót của nhau trong các ứng dụng mới nổi, chẳng hạn như:
(1) Trong lĩnh vực truyền thông quang học, laser EEL phản hồi phân tán (DFB) InGaAsP/InP 1550 nm và laser EEL Fabry-Pero InGaAsP/InGaP 1300 nm thường được sử dụng ở khoảng cách truyền từ 2 km đến 40 km và tốc độ truyền lên đến 40 Gbps. Tuy nhiên, ở khoảng cách truyền từ 60 m đến 300 m và tốc độ truyền thấp hơn, các VCsel dựa trên InGaAs và AlGaAs 850 nm chiếm ưu thế.
(2) Laser phát xạ bề mặt khoang thẳng đứng có ưu điểm về kích thước nhỏ và bước sóng hẹp nên chúng được sử dụng rộng rãi trong thị trường điện tử tiêu dùng, và ưu điểm về độ sáng và công suất của laser bán dẫn phát xạ cạnh mở đường cho các ứng dụng cảm biến từ xa và xử lý công suất cao.
(3) Cả laser bán dẫn phát xạ cạnh và laser bán dẫn phát xạ bề mặt khoang thẳng đứng đều có thể được sử dụng cho liDAR tầm ngắn và tầm trung để đạt được các ứng dụng cụ thể như phát hiện điểm mù và lệch làn đường.

5. Phát triển trong tương lai
Laser bán dẫn phát xạ cạnh có ưu điểm là độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn và mật độ công suất phát quang cao, có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong truyền thông quang học, LiDAR, y tế và các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, mặc dù quy trình sản xuất laser bán dẫn phát xạ cạnh đã tương đối hoàn thiện, nhưng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường công nghiệp và tiêu dùng đối với loại laser này, cần phải liên tục tối ưu hóa công nghệ, quy trình, hiệu suất và các khía cạnh khác của laser bán dẫn phát xạ cạnh, bao gồm: giảm mật độ khuyết tật bên trong tấm bán dẫn; Giảm các bước xử lý; Phát triển các công nghệ mới để thay thế các quy trình cắt tấm bán dẫn bằng bánh mài và lưỡi dao truyền thống dễ gây ra khuyết tật; Tối ưu hóa cấu trúc lớp màng mỏng để nâng cao hiệu quả của laser phát xạ cạnh; Giảm chi phí sản xuất, v.v. Ngoài ra, do ánh sáng đầu ra của laser phát xạ cạnh nằm ở cạnh bên của chip laser bán dẫn, nên khó có thể đạt được việc đóng gói chip kích thước nhỏ, do đó quy trình đóng gói liên quan vẫn cần được đột phá hơn nữa.