لیزر دیودی گسیل سطحی با حفره عمودی با پمپ نوری (Optically Pumped VCSEL)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر دیودی گسیل سطحی با حفره عمودی با پمپ نوری (Optically Pumped VCSEL) :
Optically Pumped VCSEL نوعی لیزر VCSEL است که در آن به جای تزریق الکتریکی (جریان الکتریکی)، از یک لیزر دیگر (معمولا یک لیزر دیودی) برای پمپاژ نوری ناحیه فعال استفاده می شود. در این ساختار، نیازی به لایه های نیمه هادی با آلایش نوع p و n و تماس های فلزی پیچیده نیست. این امر طراحی را ساده تر می کند و امکان استفاده از موادی را فراهم می آورد که به سختی می توان آنها را به هر دو نوع آلایش کرد (مانند برخی نیمه هادی های آلی یا نیتریدی).
ساختار: یک VCSEL با پمپ نوری معمولا شامل یک آینه DBR پایینی با بازتابندگی بالا، یک ناحیه فعال (چاه های کوانتومی) و گاهی یک آینه بالایی (اختیاری، می تواند توسط بازتاب سطحی نیز تشکیل شود) است. نور پمپ با طول موج کوتاه تر (معمولا در محدوده جذب ناحیه فعال) از بالا به ساختار تابیده می شود. با جذب نور پمپ، حامل ها (الکترون-حفره) در ناحیه فعال ایجاد شده و پس از بازترکیب، نور لیزر با طول موج بلندتر (طول موج لیزر) تولید می کنند. نور لیزر بین آینه DBR پایینی و سطح بالایی (یا آینه بالایی) نوسان کرده و از سطح خارج می شود.
مزایای پمپ نوری در VCSEL: امکان استفاده از مواد با کیفیت بالا بدون نیاز به آلایش (کاهش تلفات)، کاهش گرمایش ژول (چون جریان الکتریکی عبور نمی کند)، طراحی ساده تر، و قابلیت دستیابی به توان های خروجی بالاتر (در صورت استفاده از پمپ توان بالا). این نوع VCSEL به ویژه برای تحقیقات در مواد جدید (مانند نیمه هادی های آلی و پروسکایت ها) و برای کاربردهایی که نیاز به توان بالا با کیفیت پرتو خوب دارند (مانند پمپاژ لیزرهای دیگر) مفید است.
کاربردهای VCSEL با پمپ نوری شامل: تحقیقات علمی در فیزیک لیزر و مواد، به عنوان منبع نور برای طیف سنجی، و در برخی کاربردهای خاص صنعتی و پزشکی. با این حال، برای کاربردهای تجاری انبوه (مانند مخابرات و حسگرها)، VCSELهای با تزریق الکتریکی به دلیل فشردگی و سهولت استفاده ترجیح داده می شوند. VCSEL با پمپ نوری یک ابزار ارزشمند در جعبه ابزار محققان است.
