ทางเลือกของแหล่งเลเซอร์ในอุดมคติ: เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบปล่อยขอบ ส่วนที่สอง

ทางเลือกของอุดมคติแหล่งกำเนิดเลเซอร์: การปล่อยขอบเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ส่วนที่สอง

4. สถานะการใช้งานของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบปล่อยขอบ
เนื่องจากช่วงความยาวคลื่นที่กว้างและมีกำลังสูง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงที่ขอบจึงถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในหลายสาขา เช่น ยานยนต์ การสื่อสารด้วยแสง และเลเซอร์การรักษาทางการแพทย์ จากข้อมูลของ Yole Developmentpement ซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยตลาดที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติ ตลาดเลเซอร์แบบ edge-to-emit จะเติบโตเป็น 7.4 พันล้านดอลลาร์ในปี 2570 โดยมีอัตราการเติบโตแบบทบต้นที่ 13% ต่อปี การเติบโตนี้จะยังคงได้รับแรงผลักดันจากการสื่อสารแบบออปติก เช่น โมดูลออปติคอล แอมพลิฟายเออร์ และแอปพลิเคชันการตรวจจับ 3 มิติสำหรับการสื่อสารข้อมูลและโทรคมนาคม สำหรับข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกัน แผนการออกแบบโครงสร้าง EEL ที่แตกต่างกันได้รับการพัฒนาในอุตสาหกรรม ซึ่งรวมถึง: เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ Fabripero (FP) เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ Bragg Reflector (DBR) แบบกระจาย เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ช่องภายนอก (ECL) เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบกระจายข้อเสนอแนะ (เดเอฟเบ เลเซอร์) , เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบน้ำตกควอนตัม (QCL) และเลเซอร์ไดโอดบริเวณกว้าง (BALD)

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการสื่อสารด้วยแสง แอปพลิเคชันการตรวจจับ 3 มิติ และสาขาอื่นๆ ความต้องการเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่เปล่งแสงตามขอบและเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่เปล่งแสงที่พื้นผิวในแนวตั้งยังมีบทบาทในการเติมเต็มข้อบกพร่องของกันและกันในการใช้งานที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น:
(1) ในด้านการสื่อสารด้วยแสง EEL แบบกระจาย InGaAsP/InP 1550 นาโนเมตร ( (เลเซอร์ DFB) และ 1300 นาโนเมตร InGaAsP/InGaP Fabry Pero EEL มักใช้ที่ระยะการส่งข้อมูล 2 กม. ถึง 40 กม. และอัตราการส่งข้อมูลสูงถึง 40 Gbps อย่างไรก็ตาม ที่ระยะการส่งข้อมูล 60 ม. ถึง 300 ม. และความเร็วในการส่งข้อมูลที่ต่ำกว่า VCsels ที่ใช้ 850 nm InGaAs และ AlGaAs มีความโดดเด่น
(2) เลเซอร์เปล่งแสงพื้นผิวช่องแนวตั้งมีข้อดีคือมีขนาดเล็กและมีความยาวคลื่นแคบ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดเครื่องใช้ไฟฟ้า และข้อดีด้านความสว่างและพลังงานของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสงที่ขอบช่วยปูทางสำหรับแอปพลิเคชันการตรวจจับระยะไกลและ การประมวลผลพลังงานสูง
(3) ทั้งเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่เปล่งแสงตามขอบและเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่เปล่งแสงที่พื้นผิวในแนวตั้งสามารถใช้กับ liDAR ระยะสั้นและระยะกลางเพื่อให้บรรลุการใช้งานเฉพาะ เช่น การตรวจจับจุดบอดและการออกจากเลน

5. การพัฒนาในอนาคต
เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงที่ขอบมีข้อดีคือ มีความน่าเชื่อถือสูง การย่อขนาด และความหนาแน่นของพลังงานการส่องสว่างสูง และมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในการสื่อสารด้วยแสง liDAR การแพทย์ และสาขาอื่นๆ อย่างไรก็ตาม แม้ว่ากระบวนการผลิตเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งขอบจะค่อนข้างสมบูรณ์ เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของตลาดอุตสาหกรรมและผู้บริโภคสำหรับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงที่ขอบ จำเป็นต้องปรับเทคโนโลยี กระบวนการ ประสิทธิภาพและอื่น ๆ อย่างต่อเนื่อง ลักษณะต่างๆ ของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่เปล่งขอบ รวมถึง: การลดความหนาแน่นของข้อบกพร่องภายในแผ่นเวเฟอร์; ลดขั้นตอนกระบวนการ พัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อทดแทนกระบวนการตัดแผ่นเวเฟอร์และล้อเจียรแบบดั้งเดิมที่มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่อง ปรับโครงสร้าง epitaxis ให้เหมาะสมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเลเซอร์เปล่งแสงที่ขอบ ลดต้นทุนการผลิต ฯลฯ นอกจากนี้ เนื่องจากแสงเอาท์พุตของเลเซอร์เปล่งแสงที่ขอบอยู่ที่ขอบด้านข้างของชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ จึงเป็นเรื่องยากที่จะได้บรรจุภัณฑ์ชิปขนาดเล็ก ดังนั้นกระบวนการบรรจุภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องจึงยังคงต้องมี แตกหักต่อไป