Ansbæk, Thor

Denne afhandling omhandler design og fremstilling af overfladeemitterende vertikal kavitets lasere med variabel resonansbølgelængde. Disse lasere udvikles med henblik på brug indenfor medicinsk diagnostik, nærmere bestemt optisk kohærens tomografi. Denne type laser er oplagt som lyskilde til optisk kohærens tomografi hvor den høje repetitionsrate, brede bølgelængde tunbarhed og høje grad af kohærens muliggør dybdeafbildning af øjets lagstruktur uden tab af opløsning på grund af ufrivillige øjenbevægelser.Hovedresultatet i afhandlingen er udviklingen af en overfladeemitterende vertikal kavitets laser ved 1060 nm hvor bølgelængden ændres hurtigt i et bredt område ved elektro-statisk kraft. Denne type laser udmærker sig endvidere ved at være monokromatisk og lineært polariseret. Denne polariseringsbestemthed er opnået ved brug af et optisk gitter med en periode mindre end lysets bølgelængde og et brydningsindeks meget højere end det omgivende materiale (luft). Med denne type laser demonstreres en relativ bølgelængdeændring på 1.5% af centerbølgelængden ved en repetitionsrate på 850 kHz.I afhandlingen gennemgås teorien for et Fabry-Pérot optisk filter med smal optisk båndbredde hvor filterets to spejle er af forskellig type. Teorien for et Fabry-Pérot filter udvides til at gælde for overfladeemitterende lasere og de relevante designovervejelser for lasere, der kan dække et bredt spektralt område, gennemgås. Afhandlingens andet store resultat er udviklingen af fremstillingsprocessen til at lave disse Fabry-Pérot filtre og lasere med InGaAs kvantebrønde under tøjning. For at kunne danne et tomrum som muliggør ændring af bølgelængden ved elektro-statisk kraft er offeræts af InAlP undersøgt. På baggrund af de valgte designs fremstilles Fabry-Pérot optiske filtre og overfladeemitterende vertikal kavitets lasere, og deres elektro-optiske egenskaber undersøges eksperimentelt.This thesis deals with the design and fabrication of tunable Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs). The focus has been the application of tunable VCSELs in medical diagnostics, specifically OCT. VCSELs are candidates as light sources for swept-source OCT where their high sweep rate, wide sweep range and high degree of coherence enable deep probing of tissue at acquisition rates that will eliminate the effects of rapid involuntary eye movements.The main achievement of the dissertation work has been the development of an electro-statically tunable VCSEL at 1060 nm with wide tuning range and high tuning rate. The VCSEL is highly single-mode and inherently polarization stable due to the use of a High-index Contrast subwavelength Grating (HCG). HCG VCSELs are presented with 1.5% relative tuning range at a tuning rate of 850 kHz.The thesis reports on the analysis of narrow linewidth Fabry-Pérot filters with dissimilar mirrors and the design of such Fabry-Pérot cavities for VCSELs. Fabrication of InGaAs multiple quantum wells with GaAsP strain balancing layers is covered together with the growth and wet chemical etching of InAlP. The fabrication of the proposed Fabry-Pérot filters and VCSELs is outlined and the results on their characterization reported

Online Research Database In Technology

Vertical-cavity surface-emitting lasers for medical diagnosis

http://orbit.dtu.dk/ws/files/12280407/phdthesis.pdf

Vertical-cavity surface-emitting lasers for medical diagnosis

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology