С постоянным развитием LiDAR глобальный рынок полупроводниковых лазеров с длиной волны 905 нм стабильно расширяется. Согласно Отчету о глубоких исследованиях рынка и прогнозе развития индустрии лазерных чипов 905 нм в Китае на 2025–2030 годы, опубликованному Исследовательским центром NewSight, полупроводниковые лазеры 905 нм широко используются в LiDAR благодаря своей низкой стоимости и надежной производительности. Как один из основных отечественных производителей полупроводниковых лазеров 905 нм, компания Erdi рассматривает технологический прогресс в этой области как один из своих основных приоритетов развития. Эта статья в основном представляет роль спектроскопии в продвижении технологии полупроводниковых лазеров.

1. Технические принципы

Спектроскопия — это дисциплина, изучающая взаимодействие света и вещества. Изучая структуру энергетических зон полупроводниковых материалов и процесс рекомбинации электронов и дырок, она показывает, что генерация полупроводниковых лазеров в основном обусловлена инжекцией тока в полупроводниковый материал. Это вызывает переход электронов из зоны проводимости в зону валентности, где они рекомбинируют с дырками, высвобождая энергию и испуская фотоны. Спектральный анализ может определить взаимосвязь между толщиной квантовой ямы, составом и длиной волны эмиссии, что позволяет точно настраивать длину волны лазера на примерно 905 нм и направлять оптимизированный дизайн структур квантовых ям для полупроводниковых лазеров 905 нм.

2. Поддерживающее исследование концентрации легирования и транспорта носителей

Спектроскопия в сочетании с измерениями эффекта Холла может использоваться для изучения того, как концентрация легирования влияет на плотность носителей, подвижность и эффективность рекомбинации. В частности, спектральное обнаружение может контролировать интенсивность люминесценции и плотность порогового тока при различных уровнях легирования, что помогает определить оптимальные схемы легирования. Это снижает пороговый ток и повышает эффективность полупроводниковых лазеров.

3. Обеспечение стабильности длины волны лазера

Спектрометры могут точно измерять длину волны выходного лазера, чтобы гарантировать, что она остается в диапазоне 905 нм ± 5 нм, удовлетворяя требованиям совместимости длины волны систем LiDAR. Более того, спектроскопия может анализировать режимы лазера и ширину линии, чтобы улучшить разрешение расстояния и способность к противодействию помехам в LiDAR. Она также позволяет проводить долгосрочный мониторинг таких параметров, как дрейф длины волны и деградация мощности, предоставляя важные данные для оценки срока службы лазера и направления обслуживания.

4. Повышение адаптивности системы LiDAR

Полупроводниковый лазер 905 нм работает в ближнем инфракрасном диапазоне, где солнечное вмешательство можно минимизировать с помощью узкополосных оптических фильтров. Спектроскопия может оценить перекрытие между солнечным спектром и спектром эмиссии лазера для оптимизации дизайна фильтров и улучшения соотношения сигнал/шум. Кроме того, лазеры 905 нм должны соответствовать диапазону спектральной реакции детекторов InGaAs. Спектроскопические детекторы могут измерять кривые квантовой эффективности, чтобы обеспечить спектральное выравнивание, тем самым улучшая общую эффективность обнаружения.

5. Оптимизация структурного дизайна полупроводниковых лазеров

Спектроскопия может анализировать вертикальные моды резонатора и однородность длины волны VCSEL (лазеры с вертикальным резонатором на поверхности). Регулируя периодическую толщину и показатель преломления распределенных отражателей Брагга (DBR), проектировщики могут добиться однофотонного выхода и высокой плотности мощности в VCSEL 905 нм. Более того, исследования межзонных переходов в квантовых ямах, поддерживаемые спектроскопией, предоставляют теоретические рекомендации для проектирования новых лазеров с квантовыми каскадами (QCL) в ближнем инфракрасном диапазоне, способствуя разработке полупроводниковых лазеров с более длинной длиной волны.

Заключение

Очевидно, что спектроскопия играет жизненно важную роль в проектировании, оптимизации производительности и расширении применения полупроводниковых лазеров. Она служит основополагающей технологией для продвижения инженерии и реализации полупроводниковых лазеров 905 нм. В будущем, по мере продолжения эволюции технологий спектроскопии, ожидается, что полупроводниковые лазеры 905 нм достигнут дальнейших прорывов в таких областях, как плотность мощности и интеграция, что приведет LiDAR к еще более продвинутым приложениям.

Хотите узнать больше о лазерах? Посетите наш веб-сайт: erditechs.com