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소개글

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목차

Ⅰ. 개요

Ⅱ. 레이저광의 특성
1. Laser 광의 특성
2. 반도체 Laser 광의 특성
3. 반도체 레이저의 특징

Ⅲ. 레이저광의 이용
1. 동위원소 분리에 이용
2. 핵반응 물질의 광부양
3. 원자분수시계에 이용
4. 보즈-아인슈타인 응축 및 원자광학에 이용
5. 원자 도파로 및 Lithography에 이용
6. 생물학 및 의학분야에 이용
7. 근접장 주사현미경에 이용
8. 고속 광 마이크로모터에 이용
9. 레이저 인쇄기술에 이용
10. 미립자 특성연구에 이용

Ⅳ. 레이저광의 도플러효과
1. 원자의 공진 및 흡수 밀도함수
2. 레이저광의 도플러 주파수
3. 맥놀이 효과

Ⅴ. 레이저광과 표면광레이저

참고문헌

본문내용

의 두께는 수십 나노미터 정도이다. 따라서 기존의 측면 발광 레이저에 비해서 문턱 전류가 수십 내지는 수백 배 더 작다. 이러한 미세 문턱 전류의 가능성은 VCSEL의 평면성과 맞물려서 에너지 효율성이 높은 2차원 광원 행렬이 가능하게 만들어 줄 것으로 기대한다. 미래형의 고효율, 초고속 광원은 이런 모습이 되리라고 생각한다.
Bell Labs에서 발표된 980-nm InGaAs VCSEL은 건식식각 방식에 의해서 원통형의 메사 형태로 제작되었다. 하지만 외부에 노출된 능동 매질의 표면에서의 강력한 비발광 재결합 때문에 성능 향상에 제약을 받았다. 양성자 주입형의 850-nm VCSEL이 곧 이어서 발표되면서, 상온 연속발진, 수 mW급의 출력 등 제 특성이 기존의 반도체 레이저 다이오드와 비교할 수 있는 단계에 도달하게 된다. 초기에 상용화된 VCSEL은 대부분 양성자 주입형이다. 최근에는 AlAs를 습식 산화시키면 알루미늄의 산화막을 만들 수 있다는 것이 알려지면서, 산화막 VCSEL이 등장하였다. 여기서의 AlxOy의 산화막은 전류 제어의 역할 뿐 아니라, 광도파로로서도 훌륭하게 동작하면서 VCSEL의 성능을 한 차원 더 높였다. 예를 들어, 수십의 문턱 전류나 50%에 이르는 에너지 변환효율 등 이상적인 레이저에 근접하는 특성들이 달성되었다.
VCSEL는 두 개의 고 반사율 반사경과 그 사이에 존재하는 공진기로 구성되어 있다. 그리고 이 공진기의 중앙에 발진 파장에서 광 이득을 가지는 GaAs, InGaAs, InGaAsP, AlGaInP 등의 다중 양자 우물이 위치된다. 이런 구조는 대부분의 경우 MBE나 MOCVD 방식으로 단결정의 형태로 정밀 성장된다. 일반적으로 반사경 부분은 두 가지의 서로 다른 화합물 반도체(예를 들어서 GaAs와 AlGaAs)의 박막(두께가 )을 서로 번갈아 가면서 여러 층 성장시켜서 99% 이상의 반사율을 얻어내어야만 발진 조건을 만족시킬 수 있다. 뿐만 아니라 이 결정 박막들의 절대적인 두께를 1% 이내의 오차 내에서 정확하게 제어할 수 있어야만 원하는 반사율을 얻을 수 있다. 일반적으로 기판 위에 첫 번째로 위치하는 다층 박막의 반사경은 n-형으로 성장하고, 능동 매질이 위치하는 공진기 부분은 도핑을 하지 않고, 위쪽의 반사경은 p-형으로 만들어 준다. 그리고 레이저 공진기의 내부 광 손실을 최소화하기 위해서 특히 공진기에 가까운 부분의 p-형 반사경의 도핑 정도를 상대적으로 작게 설계하여 주는 것이 좋다. VCSEL의 반경은 일반적으로 1-10이며, 결정 성장된 전체 공진기의 물리적인 두께는 5-6 정도가 된다. 초기의 VCSEL연구에서는 주로 MBE를 이용한 웨이퍼들이 주로 사용되었으나, 최근에 와서는 MOCVD의 방식이 더욱 활발하게 사용되고 있다. 실질적으로 양산용의 VCSEL 웨이퍼 제작에 있어서는 MOCVD가 더 유리한 것으로 알려져 있다. 뿐만 아니라 동일 기판 내에서의 VCSEL구조의 발진 파장의 불균일성이 1% 이내가 되는 웨이퍼가 상업적인 MOCVD로부터 어렵지 않게 얻어질 수 있음이 증명되어서 VCSEL 관련 시장이 엄청난 속도로 성장하고 있다.
참고문헌
- 김태수 외 3명(1991), 공명형광과 레이저광과의 4차 간섭, 한국광학회
- 김헌오(2000), 두 레이저광의 간섭, 울산대학교
- 서민정 외 1명(2011), 원자매질에 의한 타원 편광된 레이저광의 자체 회전, 한국물리학회
- 오충훈 외 1명(2006), 레이저광과 생물학적 작용 기전, 대한광역학학회
- 전자과학사 편집부(2004), 레이저광의 성질과 기초, 전자과학사
- 조동현(2004), 레이저광을 이용한 양자미세구조 연구, 고려대학교

키워드

레이저광,   도플러효과,   표면광레이저,   반도체,   발광