Scelta dell'idealeSorgente laser: Emissione di bordoLaser a semiconduttoreParte seconda
4. Stato di applicazione dei laser a semiconduttore a emissione di bordo
Grazie alla loro ampia gamma di lunghezze d'onda e all'elevata potenza, i laser a semiconduttore a emissione di bordo sono stati applicati con successo in molti campi come l'automotive, le comunicazioni ottiche elaserTrattamento medico. Secondo Yole Developpement, un'agenzia di ricerche di mercato di fama internazionale, il mercato dei laser edge-to-emit raggiungerà i 7,4 miliardi di dollari nel 2027, con un tasso di crescita annuo composto del 13%. Questa crescita continuerà a essere trainata dalle comunicazioni ottiche, come moduli ottici, amplificatori e applicazioni di rilevamento 3D per comunicazioni dati e telecomunicazioni. Per diversi requisiti applicativi, nel settore sono stati sviluppati diversi schemi di progettazione della struttura EEL, tra cui: laser a semiconduttore Fabripero (FP), laser a semiconduttore Distributed Bragg Reflector (DBR), laser a semiconduttore a cavità esterna (ECL), laser a semiconduttore a feedback distribuito (Laser DFB), laser a semiconduttore a cascata quantistica (QCL) e diodi laser ad ampia area (BALD).
Con la crescente domanda di comunicazioni ottiche, applicazioni di rilevamento 3D e altri settori, anche la domanda di laser a semiconduttore è in aumento. Inoltre, i laser a semiconduttore a emissione di bordo e i laser a semiconduttore a emissione di superficie a cavità verticale svolgono un ruolo importante nel colmare le rispettive carenze in applicazioni emergenti, come:
(1) Nel campo delle comunicazioni ottiche, l'EEL a feedback distribuito (DFB laser) InGaAsP/InP da 1550 nm e l'EEL Fabry Pero InGaAsP/InGaP da 1300 nm sono comunemente utilizzati a distanze di trasmissione da 2 km a 40 km e velocità di trasmissione fino a 40 Gbps. Tuttavia, a distanze di trasmissione da 60 m a 300 m e velocità di trasmissione inferiori, i VCsel basati su InGaAs e AlGaAs da 850 nm sono dominanti.
(2) I laser a emissione superficiale a cavità verticale presentano i vantaggi di dimensioni ridotte e lunghezza d'onda stretta, per cui sono stati ampiamente utilizzati nel mercato dell'elettronica di consumo, mentre i vantaggi di luminosità e potenza dei laser a semiconduttore a emissione di bordo aprono la strada ad applicazioni di telerilevamento e di elaborazione ad alta potenza.
(3) Sia i laser a semiconduttore a emissione di bordo che i laser a semiconduttore a emissione di superficie a cavità verticale possono essere utilizzati per liDAR a corto e medio raggio per ottenere applicazioni specifiche come il rilevamento di angoli ciechi e l'uscita dalla corsia.
5. Sviluppo futuro
Il laser a semiconduttore a emissione di bordo presenta i vantaggi di elevata affidabilità, miniaturizzazione ed elevata densità di potenza luminosa, e ha ampie prospettive di applicazione nelle comunicazioni ottiche, nei liDAR, in ambito medico e in altri settori. Tuttavia, sebbene il processo di produzione dei laser a semiconduttore a emissione di bordo sia relativamente maturo, per soddisfare la crescente domanda dei mercati industriali e di consumo di laser a semiconduttore a emissione di bordo, è necessario ottimizzare costantemente la tecnologia, il processo, le prestazioni e altri aspetti dei laser a semiconduttore a emissione di bordo, tra cui: ridurre la densità dei difetti all'interno del wafer; ridurre le procedure di processo; sviluppare nuove tecnologie per sostituire i tradizionali processi di taglio dei wafer con mola e lama, che tendono a introdurre difetti; ottimizzare la struttura epitassiale per migliorare l'efficienza del laser a emissione di bordo; ridurre i costi di produzione, ecc. Inoltre, poiché la luce di uscita del laser a emissione di bordo si trova sul bordo laterale del chip laser a semiconduttore, è difficile ottenere un packaging del chip di piccole dimensioni, quindi il relativo processo di packaging deve ancora essere ulteriormente perfezionato.
Data di pubblicazione: 22-01-2024