Estudio de la reducción del campo lejano de los láseres de alta potencia con cavidad vertical de 940 nm que emiten en...

Área de la Ciencia:

• Optoelectrónica y sus derivados
• Dispositivos de semiconductores

Sus antecedentes:

• Los láseres de emisión de superficie de cavidad vertical (VCSEL) son cruciales para la optoelectrónica.
• La optimización del rendimiento de las matrices VCSEL de unión única (1 J) y triple (3 J) es esencial para aplicaciones avanzadas.

Objetivo del estudio:

• Caracterizar y comparar el rendimiento de las matrices VCSEL de 1 J y 3 J a 940 nm.
• Investigar los factores que contribuyen a mejorar el rendimiento y el dominio del modo fundamental en las matrices 3 J VCSEL.

Principales métodos:

• Pruebas experimentales de matrices VCSEL de 1 J y 3 J bajo inyección de corriente pulsada.
• Análisis de la eficiencia de la pendiente, la potencia de salida, la divergencia de campo lejano y el perfil del haz.
• Simulaciones y análisis de trayectoria de corriente para comprender la distribución de ganancia y la superposición de modos.

Principales resultados:

• Las matrices VCSEL de 3 J lograron una eficiencia de pendiente significativamente mayor (3,2 W/A) y una potencia de salida máxima (> 120 W) en comparación con las matrices de 1 J.
• Las matrices de 3 J VCSEL exhibieron un ángulo de divergencia de campo lejano reducido (de ~ 17 ° a ~ 5 °) con una corriente de inyección creciente.
• Se observó un predominio del modo fundamental en los VCSEL de 1 J y 3 J, atribuido a una mayor superposición de ganancias con el modo fundamental en la estructura de 3 J.

Conclusiones:

• Las matrices VCSEL de triple unión ofrecen mejoras sustanciales en el rendimiento en comparación con los diseños de unión única.
• La dominación del modo fundamental en las matrices 3 J VCSEL conduce a una mejor calidad del haz y a una menor divergencia.
• Estos hallazgos ponen de relieve el potencial de las matrices 3 J VCSEL para futuras aplicaciones optoelectrónicas de alta potencia.