Фотонно-кристаллические лазеры с излучением из плоскости (PCSEL) могут использовать эффект резонанса на краю запрещённой зоны для достижения когерентного колебания на большой площади. Это новый тип полупроводникового лазера, способного реализовать высокояркое одномодовое излучение. Это обеспечивает хорошие перспективы применения PCSEL в таких областях, как лазерный радар и 3D-сенсоры. В данной работе разработана структура PCSEL с квадратной однослойной несимметричной конической воздушной ячейкой фотонного кристалла, которая за счёт увеличения коэффициента заполнения фотонного кристалла повышает пороговое различие между основной и высоко порядковой модой, обеспечивая одномодовый выход высокой мощности на большой площади моды. Экспериментально показано, что разработанный 940 нм PCSEL при импульсной накачке 10 мкс выдаёт выходную мощность 5.1 Вт с крутизной характеристики 0.43 Вт/А, дальнее поле излучения имеет однопиковое распределение с углом расходимости 1°, и линейную поляризацию с степенью поляризации 80 %; кроме того, при импульсах 5 нс выходная мощность достигает 35 Вт. Разработка данного устройства может обеспечить достойный источник света для систем лазерного радара.

Фотонно-кристаллический лазер с излучением из плоскости; высокая мощность; несимметричная коническая форма