Projekt kompaktowego lasera typu VECSEL wykonanego na bazie materiałów azotkowych

• Autorzy: Sokół A. K. , Piskorski Ł. , Kuc M. , Wasiak M. , Sarzała R. P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.08.17

Warianty tytułu

EN

Concept of the compact nitride-based VECSEL

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono projekt azotkowego lasera typu VECSEL z obszarem czynnym InGaN/GaN przeznaczonego do generacji promieniowania o długości fali ok. 450 nm. Do pompowania zaproponowano matrycę laserów azotkowych pracującą na fali ciągłej. Dzięki temu prezentowany laser potencjalnie również umożliwia emisję promieniowania w reżimie ciągłym w odróżnieniu od dotychczas zademonstrowanych konstrukcji tego typu. Ponadto, użycie źródła pompującego cechującego się większą długością emitowanej fali niż stosowane do tej pory w tym celu lasery barwnikowe, azotowe i Nd:YAG pozwala zredukować defekt kwantowy i poprawić własności cieplne całego przyrządu. Dzięki wykorzystaniu układu zapewniającego osiem pełnych przebiegów wiązki pompującej przez obszar czynny możliwe jest uzyskanie całkowitej sprawności konwersji mocy pompującej na moc emitowaną rzędu 26%.

EN

A concept of the nitride-based VECSEL with the InGaN/GaN active region designed to generate radiation around 450 nm has been presented. An array of nitride-based continuous-wave laser diodes has been proposed to pump the quantum wells in the active region. This enables a continuous-wave operation of the presented laser, in contrast to the nitride VECSELs demonstrated so far. Moreover, using a nitride-based array instead of dye, N2 or Nd:YAG lasers results in reduction of the quantum defect, which contributes to better thermal properties of the device. The external efficiency as high as 26% can be achieved by using a multi-pass pump setup.

Słowa kluczowe

PL

VECSEL; InGaN/GaN; materiały azotkowe; pompowanie optyczne z wielokrotnym przebiegiem wiązki; symulacja komputerowa; model numeryczny

EN

VECSEL; InGaN/GaN; nitrides; multi-pass optical pumping; computer simulation; numerical model

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 8
• Strony: 64--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Sokół A. K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź

autor

Piskorski Ł.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź

autor

Kuc M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź

autor

Wasiak M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź

autor

Sarzała R. P.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Park S.-H., Jeon H., Microchip-Type InGaN Vertical External-Cavity Surface-Emitting Laser, Optical Review, vol. 13 (2006), 20-23
• [2] Zeng X., Boïko1 D.L., Cosendey G., Glauser M., Carlin J.-F., Grandjean N., In-depth analysis of injection-seeded long external cavity InGaN/GaN surface-emitting laser, Journal of Applied Physics, vol. 113 (2013), 043108
• [3] Wunderer T., Northrup J.E., Yang Z., Teepe M., Strittmatter A., Johnson N.M., Rotella P., Wraback M., In-well pumping of InGaN/GaN vertical-external-cavity surfaceemitting lasers, Applied Physics Letters, vol. 99 (2011), 201109
• [4] Samonji K., Yoshida S., Hagino H., Yamanaka K., Takigawa S., 6.3W InGaN laser diode array with highly efficient wide-striped emitters, IEEE Photonic Society 24th Annual Meeting, Arlington, (2011), 507-508
• [5] Suzuki N., Morimoto K., 10 W CW blue-violet diode laser array on the micro-channel cooler, Proceedings of SPIE, vol. 8241 (2012), 82410J
• [6] Sokół A.K., Piskorski Ł., Sarzała R.P., Numerical study of VECSELs for generation of mid-infrared radiation, Proceedings of SPIE, vol. 10087 (2017), 100870Q
• [7] Sokół A.K., Sarzała R.P., Numerical model of a semiconductor disk laser, Optica Applicata, vol. 46 (2016), 199-211
• [8] Numai T., Fundamentals of Semiconductor Lasers, Springer, New York, 2015
• [9] Chuang S.L., Physics of Optoelectronics Devices, John Wiley & Sons, New York, 1995
• [10] Bugajski M., Optical Gain in Quantum Well Lasers Including Many-Body Effects, Electron Technol., vol. 30 (1997), 89-98
• [11] Vurgaftman I., Meyer J.R., Electron Bandstructure Parameters, rozdział 2 w: J. Piprek (ed.), Nitride Semiconductor Devices. Principles and Simulation, Wiley-VCH, Weinheim, 2007
• [12] Morkoc H., Nitride Semiconductor Devices. Fundamentals and Applications, Wiley-VCH, Weinheim, 2013
• [13] Sahoo B.K., Srivastav A.K., Piezoelectric Polarization Effect on Debye Frequency and Temperature in Nitride Wurtzites, International Journal of Mathematical, Computational, Physical, Electrical and Computer Engineering, vol. 6 (2012), 503-507
• [14] Morkoc H., Handbook of nitride semiconductors and devices. Volume 2: Electronic and Optical Processes in Nitrides, Wiley- VCH, Weinheim, 2008
• [15] Chuang S.L., Physics of Photonic Devices, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2009
• [16] Siekacz M., Sawicka M., Turski H., Cywiński G., Khachapuridze A., Perlin P., Suski T., Boćkowski M., Smalc-Koziorowska J., Kryśko M., Kudrawiec R., Syperek M., Misiewicz J., Wasilewski Z., Porowski S., Skierbiszewski C., Optically pumped 500 nm InGaN green lasers grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy, Journal of Applied Physics, vol. 110 (2011), 063110
• [17] Mateo C.M.N., Brauch U., Kahle H., Schwarzbäck T., Jetter M., Ahmed M.A., Michler P., Graf T., 2.5 W continuous wave output at 665 nm from a multipass and quantum-well-pumped AlGaInP vertical-external-cavity surface-emitting laser, Optics Letters, vol. 41 (2016), 1245-1248
• [18] Schuhmann K., Hänsch T.W., Kirch K., Knecht A., Kottmann F., Nez F., Pohl R., Taqqu D., Antognini A., Thin-disk laser pump schemes for large number of passes and moderate pump source quality, Applied Optics, vol. 54 (2015), 9400-9408
• [19] Brauch U., Mateo C.M.N., Kahle H., Bek R., Jetter M., Ahmed M.A., Michler P., Graf T., Schemes for efficient quantum-well pumping of AlGaInP disk lasers, Proceedings of SPIE, vol. 10087 (2017), 1008703
• [20] Yu J., Guo L., Wu H., Wang Z., Gao S., and Wu D., Optimization of beam transformation system for laser-diode bars, Optics Express, vol. 24 (2016), 19728-1973

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).