لیزر نیمرسانای با تابش دورانی (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser - VECSEL)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر نیمرسانای با تابش دورانی (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser - VECSEL) :
Vertical External Cavity Surface Emitting Laser (VECSEL) که گاهی به آن SESAM (Semiconductor Saturable Absorber Mirror) نیز گفته می شود (اگر شامل جاذب باشد)، یک نوع لیزر نیمه هادی است که ترکیبی از مزایای VCSEL (گسیل سطحی) و لیزرهای حالت جامد با حفره خارجی (کیفیت پرتو خوب، توان بالا) را داراست. در VECSEL، یک ساختار نیمه هادی (شامل آینه DBR و ناحیه فعال چاه های کوانتومی) به عنوان یک آینه انتهایی حفره عمل می کند. حفره توسط یک یا چند آینه خارجی دیگر تکمیل می شود. این طراحی اجازه می دهد توان خروجی بالایی (چند وات تا چند ده وات) با کیفیت پرتو عالی (مد پایه) به دست آید.
مکانیزم: یک ساختار نیمه هادی (که اغلب به آن "تراشه VECSEL" می گویند) شامل یک آینه DBR با بازتابندگی بالا و یک ناحیه فعال با چندین چاه کوانتومی است. این تراشه به عنوان یک آینه انتهایی حفره عمل می کند. یک آینه خارجی (معمولا کروی) در فاصله چند سانتی متری، حفره را کامل می کند. پمپاژ نوری (معمولا با لیزر دیودی) از طریق آینه خارجی یا از طریق تراشه انجام می شود. حفره خارجی اجازه می دهد المان های دیگری مانند توری (برای تنظیم طول موج)، جاذب اشباع پذیر (برای قفل مدی)، یا بلورهای غیرخطی (برای تولید هارمونیک) در داخل حفره قرار گیرند.
مزایای VECSEL: توان خروجی بالا (چند ده وات) با کیفیت پرتو عالی (M² نزدیک به ۱)، قابلیت تنظیم طول موج (با قرار دادن توری در حفره)، قابلیت تولید پالس های فوق کوتاه با قفل مدی (با استفاده از SESAM)، و قابلیت تولید هارمونیک (به دلیل شدت بالای داخل حفره). آنها می توانند در محدوده وسیعی از طول موج ها (از فرابنفش تا مادون قرمز میانی) با انتخاب مواد نیمه هادی مناسب کار کنند.
کاربردهای VECSEL: تحقیقات علمی (منابع نور با توان بالا و کیفیت پرتو خوب)، پزشکی (جراحی)، نمایشگرها (پروژکتورهای لیزری)، و صنعت. VECSELهای قفل مدی می توانند پالس های پیکوثانیه و فمتوثانیه با توان متوسط بالا تولید کنند و برای طیف سنجی و میکروسکوپ چندفوتونی بسیار مفید هستند.
