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
Do phạm vi 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 vàtia laserĐiều trị y tế. Theo Yole Developpement, một công ty nghiên cứu thị trường nổi tiếng thế giới, thị trường laser từ biên đến phát xạ (edge-to-emit) 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 các ứng dụng truyền thông quang học, chẳng hạn như mô-đun quang, bộ khuếch đại và cảm biến 3D cho truyền thông dữ liệu và viễn thông. Đối với các yêu cầu ứng dụng khác nhau, các phương án 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 (Tia laser DFB), laser bán dẫn tầng lượng tử (QCL) và điốt laser diện tích rộng (BALD).

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

5. Phát triển trong tương lai
Laser bán dẫn phát xạ cạnh có ưu điểm là độ tin cậy cao, thu nhỏ và mật độ công suất phát sáng cao, có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực 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, để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường công nghiệp và tiêu dùng đối với laser bán dẫn phát xạ cạnh, 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 wafer; Giảm quy trình; Phát triển công nghệ mới để thay thế các quy trình cắt wafer bằng lưỡi dao và đá mài truyền thống dễ gây ra khuyết tật; Tối ưu hóa cấu trúc epitaxial 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 đạt được quy trình đóng gói chip có kích thước nhỏ, do đó quy trình đóng gói liên quan vẫn cần được đột phá hơn nữa.