Uvod u rubni laser (EEL)

Uvod u rubni laser (EEL)
Kako bi se dobio izlaz poluvodičkog lasera velike snage, trenutna tehnologija je korištenje rubne strukture emisije. Rezonator poluvodičkog lasera s rubnom emisijom sastoji se od prirodne površine disocijacije poluvodičkog kristala, a izlazna zraka emitira se s prednjeg kraja lasera. Poluvodički laser s rubnom emisijom može postići veliku izlaznu snagu, ali njegova izlazna točka je eliptična, kvaliteta snopa je loša, a oblik snopa treba modificirati pomoću sustava za oblikovanje snopa.
Sljedeći dijagram prikazuje strukturu rubno-emitirajućeg poluvodičkog lasera. Optička šupljina EEL-a je paralelna s površinom poluvodičkog čipa i emitira laser na rubu poluvodičkog čipa, koji može realizirati laserski izlaz s velikom snagom, velikom brzinom i niskim šumom. Međutim, laserska zraka koju emitira EEL općenito ima asimetričan presjek zrake i veliku kutnu divergenciju, a učinkovitost spajanja s vlaknima ili drugim optičkim komponentama je niska.

Povećanje izlazne snage EEL-a ograničeno je nakupljanjem otpadne topline u aktivnom području i optičkim oštećenjima na površini poluvodiča. Povećanjem površine valovoda kako bi se smanjila akumulacija otpadne topline u aktivnom području kako bi se poboljšala disipacija topline, povećanjem površine izlaza svjetlosti kako bi se smanjila gustoća optičke snage snopa kako bi se izbjegla optička oštećenja, izlazna snaga do nekoliko stotina milivata može postići u strukturi valovoda s jednim transverzalnim modom.
Za valovod od 100 mm, jedan laser koji emitira rub može postići desetke vata izlazne snage, ali u ovom trenutku valovod je vrlo višemodan na ravnini čipa, a omjer širine i visine izlazne zrake također doseže 100:1, zahtijevajući složen sustav za oblikovanje grede.
Na pretpostavci da nema novog otkrića u tehnologiji materijala i tehnologiji epitaksijalnog rasta, glavni način poboljšanja izlazne snage jednog poluvodičkog laserskog čipa je povećanje širine trake svjetlosnog područja čipa. Međutim, prevelikim povećanjem širine trake lako je proizvesti poprečne oscilacije visokog reda i oscilacije nalik filamentima, što će uvelike smanjiti ujednačenost izlazne svjetlosti, a izlazna snaga ne raste proporcionalno širini trake, tako da izlazna snaga jedan čip je izuzetno ograničen. Kako bi se uvelike poboljšala izlazna snaga, pojavljuje se tehnologija polja. Tehnologija integrira više laserskih jedinica na istoj podlozi, tako da je svaka jedinica koja emitira svjetlost poredana kao jednodimenzionalni niz u smjeru spore osi, sve dok se tehnologija optičke izolacije koristi za odvajanje svake jedinice koja emitira svjetlost u nizu. , kako ne bi ometali jedni druge, stvarajući laser s više otvora, možete povećati izlaznu snagu cijelog čipa povećanjem broja integriranih jedinica za emitiranje svjetla. Ovaj poluvodički laserski čip je poluvodički laserski čip (LDA), također poznat kao poluvodička laserska traka.