Uvod u rubni laser (EEL)

Uvod u rubni laser (EEL)
Kako bi se dobio izlaz poluvodičkog lasera velike snage, trenutna tehnologija koristi strukturu rubne emisije. Rezonator poluvodičkog lasera s rubnom emisijom sastoji se od prirodne površine disocijacije poluvodičkog kristala, a izlazni snop emitira se s prednjeg kraja lasera. Poluvodički laser s rubnom emisijom može postići visoku izlaznu snagu, ali njegova izlazna točka je eliptična, kvaliteta snopa je loša, a oblik snopa potrebno je modificirati sustavom za oblikovanje snopa.
Sljedeći dijagram prikazuje strukturu poluvodičkog lasera s rubnim emitiranjem. Optička šupljina EEL-a je paralelna s površinom poluvodičkog čipa i emitira laser na rubu poluvodičkog čipa, što može ostvariti laserski izlaz s velikom snagom, velikom brzinom i niskim šumom. Međutim, laserski snop koji EEL proizvodi općenito ima asimetričan presjek snopa i veliku kutnu divergenciju, a učinkovitost sprege s vlaknima ili drugim optičkim komponentama je niska.

Povećanje izlazne snage EEL-a ograničeno je akumulacijom otpadne topline u aktivnom području i optičkim oštećenjem na površini poluvodiča. Povećanjem površine valovoda kako bi se smanjilo akumuliranje otpadne topline u aktivnom području i poboljšalo odvođenje topline, povećanjem površine izlaza svjetlosti kako bi se smanjila gustoća optičke snage snopa i izbjegla optička oštećenja, u strukturi valovoda s jednim transverzalnim modom može se postići izlazna snaga do nekoliko stotina milivata.
Za valovod od 100 mm, laser s jednim rubnim zračenjem može postići desetke vata izlazne snage, ali u ovom trenutku valovod je vrlo višemodan na ravnini čipa, a omjer stranica izlaznog snopa također doseže 100:1, što zahtijeva složeni sustav oblikovanja snopa.
Polazeći od pretpostavke da nema novog proboja u tehnologiji materijala i tehnologiji epitaksijalnog rasta, glavni način poboljšanja izlazne snage jednog poluvodičkog laserskog čipa je povećanje širine trake u svjetlećem području čipa. Međutim, preveliko povećanje širine trake lako može proizvesti poprečne oscilacije višeg reda moda i oscilacije nalik niti, što će uvelike smanjiti ujednačenost svjetlosnog izlaza, a izlazna snaga se ne povećava proporcionalno širini trake, pa je izlazna snaga jednog čipa izuzetno ograničena. Kako bi se znatno poboljšala izlazna snaga, dolazi do razvoja tehnologije nizova. Tehnologija integrira više laserskih jedinica na istu podlogu, tako da je svaka jedinica koja emitira svjetlost poredana kao jednodimenzionalni niz u smjeru spore osi, sve dok se koristi tehnologija optičke izolacije za odvajanje svake jedinice koja emitira svjetlost u nizu, tako da se ne miješaju jedna s drugom, tvoreći laser s više otvora blende, možete povećati izlaznu snagu cijelog čipa povećanjem broja integriranih jedinica koje emitira svjetlost. Ovaj poluvodički laserski čip je poluvodički laserski niz (LDA) čip, također poznat kao poluvodička laserska traka.