Scelta della sorgente laser ideale: Laser a semiconduttore a emissione laterale - Parte seconda

Scelta dell'idealeSorgente laser: Emissione dai bordiLaser a semiconduttoreParte seconda

4. Stato di applicazione dei laser a semiconduttore a emissione laterale
Grazie alla sua ampia gamma di lunghezze d'onda e all'elevata potenza, i laser a semiconduttore a emissione laterale sono stati applicati con successo in molti campi come quello automobilistico, delle comunicazioni ottiche elasertrattamento medico. Secondo Yole Developpement, un'agenzia di ricerche di mercato di fama internazionale, il mercato dei laser edge-to-emit crescerà fino a 7,4 miliardi di dollari nel 2027, con un tasso di crescita annuo composto del 13%. Questa crescita continuerà ad essere trainata dalle comunicazioni ottiche, come moduli ottici, amplificatori e applicazioni di rilevamento 3D per comunicazioni dati e telecomunicazioni. Per diverse esigenze applicative, sono stati sviluppati diversi schemi di progettazione della struttura EEL nel settore, tra cui: laser a semiconduttore Fabripero (FP), laser a semiconduttore Distributed Bragg Reflector (DBR), laser a semiconduttore external cavity laser (ECL), laser a semiconduttore distributed feedback (Laser DFB), laser a semiconduttore a cascata quantica (QCL) e diodi laser ad ampia area (BALD).

Con la crescente domanda di comunicazioni ottiche, applicazioni di rilevamento 3D e altri settori, aumenta anche la richiesta di laser a semiconduttore. Inoltre, i laser a semiconduttore a emissione laterale e i laser a semiconduttore a emissione superficiale a cavità verticale si compensano a vicenda nelle applicazioni emergenti, come ad esempio:
(1) Nel campo delle comunicazioni ottiche, i laser EEL a feedback distribuito (DFB laser) InGaAsP/InP da 1550 nm e i laser 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 hanno i vantaggi di dimensioni ridotte e lunghezza d'onda ristretta, quindi sono stati ampiamente utilizzati nel mercato dell'elettronica di consumo, e i vantaggi di luminosità e potenza dei laser a semiconduttore a emissione laterale aprono la strada ad applicazioni di telerilevamento e elaborazione ad alta potenza.
(3) Sia i laser a semiconduttore a emissione laterale che i laser a semiconduttore a emissione superficiale a cavità verticale possono essere utilizzati per il liDAR a corto e medio raggio per realizzare applicazioni specifiche come il rilevamento del punto cieco e l'uscita dalla corsia.

5. Sviluppi futuri
Il laser a semiconduttore a emissione laterale presenta i vantaggi di elevata affidabilità, miniaturizzazione e alta densità di potenza luminosa, e ha ampie prospettive di applicazione nelle comunicazioni ottiche, nel liDAR, in campo medico e in altri settori. Tuttavia, sebbene il processo di produzione dei laser a semiconduttore a emissione laterale sia relativamente maturo, per soddisfare la crescente domanda dei mercati industriali e di consumo, è necessario ottimizzare continuamente la tecnologia, il processo, le prestazioni e altri aspetti, tra cui: ridurre la densità di difetti all'interno del wafer; ridurre le procedure di processo; sviluppare nuove tecnologie per sostituire i tradizionali processi di taglio del wafer con mola e lama, soggetti all'introduzione di difetti; ottimizzare la struttura epitassiale per migliorare l'efficienza del laser a emissione laterale; ridurre i costi di produzione, ecc. Inoltre, poiché la luce emessa dal laser a emissione laterale si trova sul bordo laterale del chip laser a semiconduttore, è difficile ottenere un incapsulamento del chip di piccole dimensioni, quindi il relativo processo di incapsulamento necessita ancora di ulteriori perfezionamenti.