بررسی و تحلیل فرکانسی لیزر تابش از سطح با کاواک عمودی (VCSEL) مبتنی بر گریتیگ کانتراست ضریب شکست بالا (HCG)

لیزر VCSEL لیزر تابش از سطح با کاواک عمودی است که مزایای فراوانی در مقایسه با لیزرهای تابش از لبه دارد. طول موج 1550 nm برای کاربردهای مخابراتی و ارسال اطلاعات مورد نیاز است. اگرچه ساخت لیزر VCSEL مبتنی بر InP هزینه ها و پیچیدگی هایساخت فراوان دارد، اما بهترین انتخاب ممکن برای این طول موج است. از آن جایی که لیزر VCSEL از لایه های زوج ضریب شکستمتناوب به نام رزوناتور DBR تشکیل شده و نیازمند تعداد لایه های زیاد (30 - 50 لایه) برای رسیدن به بازتابش بالا است. در چند سالاخیر تحقیقاتی بر روی رزوناتورها صورت گرفته و به این نتیجه رسیده شده که در صورتی که یک ماده تک لایه به صورت میله میله،که ایجاد اختلاف ضریب شکست زیاد در آن لایه را منجر می شود، در قسمت DBR بالایی قرار گیرد، علاوه بر رساندن میزان بازتابشبه بیش از 99.9% ، که در VCSEL های معمول دستیابی به آن تقریبا غیر ممکن است، میزان تعداد DBR های بالایی نیز به شدتکاهش پیدا می کند (2 - 5 لایه) و دارای مزایای دیگری چون کنترل قطبش، عدم انتشار مودهای عرضی و پایین آمدن هزینه های ساختاست. در این مقاله (که برگرفته از پایان نامه کارشناسی ارشد بنده است) لیزر VCSEL مبتنی بر HCG طول موج 1550 nm بر پایهInP است معرفی شده و پارامترهای تجربی بدست آمده برای طراحی این مدل لیزر را ارائه کرده ایم، سپس با استفاده از تابع RCWAنرم افزار متلب میزان بازتابش بر حسب طول موج این لیزر را در محدوده طول موج بررسی کردیم، سپس معادلات نرخ لیزر VCSELبررسی شده و نمودار چگالی دائمی فوتون بدست آمد. در ادامه به بررسی پاسخ فرکانسی لیزر طراحی شده پرداخته تا اینکه ببینیم درچه فرکانسی کار می کند و پهنای باند آن چقدر است.

کلیدواژه ها:

لیزر ، VCSEL ، گریتینگ کانتراست ضریب شکست بالا ، معادلات نرخ ، پاسخ فرکانسی