수직 외부 공동 표면 발광 레이저(Vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL)의 측면 방출은 고성능 작동을 제한하는 핵심 요소입니다. 우리는 상온에서 양자우물 이득 피크와 표면 공동 모드의 큰 불일치(30nm)를 가진 이득 칩 구조를 설계하였으며, 이 구조가 펌핑 파워 증가 시 VECSEL의 측면 방출 강화 문제를 효과적으로 억제할 수 있음을 입증하였습니다. 이득 칩 기판 온도가 20 ℃일 때, VECSEL의 정면 방출 파장은 980nm이고 측면 방출 파장은 950nm이며, 펌핑 파워가 점진적으로 증가함에 따라 측면 방출 세기는 정면 방출이 나타나면서 급격히 감소합니다. 이는 레이저 정면 방출 시 양자우물의 유도 방출 에너지 준위가 정면 방출 레이저 모드와 일치하여 정면 방출 레이저 모드가 더 높은 모드 이득을 얻어 측면 모드와의 경쟁에서 우위를 점하기 때문입니다. 기판 온도가 0 ℃와 10 ℃ 사이로 제어될 때 양자우물 고유 이득 피크와 표면 공동 모드의 불일치가 증가하며, 이때 VECSEL은 여전히 안정적인 측면 방출 억제 효과를 나타냅니다.

수직 외부 공동 표면 발광 레이저; 측면 방출; 이득 불협화; 모드 경쟁