Uvod v Edge Emitting Laser (EEL)

Uvod v Edge Emitting Laser (EEL)
Za pridobitev visoko zmogljivega polprevodniškega laserja je trenutna tehnologija uporaba robne emisijske strukture. Resonator polprevodniškega laserja, ki oddaja rob, je sestavljen iz naravne disociacijske površine polprevodniškega kristala, izhodni žarek pa se oddaja s sprednjega dela laserja. Polprevodniški laser z robnim oddajanjem lahko doseže visoko izhodno moč, vendar izhodna točka je eliptična, kakovost žarka je slaba in obliko žarka je treba spremeniti s sistemom za oblikovanje žarka.
Naslednji diagram prikazuje zgradbo polprevodniškega laserja, ki oddaja robove. Optična votlina EEL je vzporedna s površino polprevodniškega čipa in oddaja laser na robu polprevodniškega čipa, ki lahko realizira laserski izhod z visoko močjo, visoko hitrostjo in nizkim šumom. Vendar ima laserski žarek, ki ga oddaja EEL, na splošno asimetričen presek žarka in veliko kotno razhajanje, učinkovitost spajanja z vlakni ali drugimi optičnimi komponentami pa je nizka.

Povečanje izhodne moči EEL je omejeno z akumulacijo odpadne toplote v aktivnem območju in optičnimi poškodbami na površini polprevodnika. S povečanjem območja valovoda za zmanjšanje akumulacije odpadne toplote v aktivnem območju za izboljšanje odvajanja toplote, povečanjem izhodne površine svetlobe za zmanjšanje gostote optične moči žarka, da bi se izognili optičnim poškodbam, lahko izhodna moč do nekaj sto milivatov mogoče doseči v strukturi valovoda z enim prečnim načinom.
Za 100-milimetrski valovod lahko en sam laser, ki oddaja robove, doseže več deset vatov izhodne moči, vendar je v tem času valovod na ravnini čipa zelo večmoden, razmerje stranic izhodnega žarka pa doseže tudi 100:1, ki zahteva kompleksen sistem za oblikovanje žarkov.
Ob predpostavki, da ni novega preboja v tehnologiji materialov in tehnologiji epitaksialne rasti, je glavni način za izboljšanje izhodne moči enega samega polprevodniškega laserskega čipa povečanje širine traku svetlobnega območja čipa. Vendar pa je previsoko povečanje širine traku enostavno ustvariti prečno nihanje visokega reda in filamentu podobno nihanje, kar bo močno zmanjšalo enakomernost izhodne svetlobe, izhodna moč pa se ne poveča sorazmerno s širino traku, zato je izhodna moč en sam čip je izjemno omejen. Da bi močno izboljšali izhodno moč, je nastala tehnologija nizov. Tehnologija integrira več laserskih enot na istem substratu, tako da je vsaka enota za oddajanje svetlobe poravnana kot enodimenzionalni niz v smeri počasne osi, če se uporablja tehnologija optične izolacije za ločevanje vsake enote za oddajanje svetlobe v nizu. , tako da se ne motijo ​​drug drugega in tvorijo laser z več zaslonkami, lahko povečate izhodno moč celotnega čipa s povečanjem števila integriranih enot za oddajanje svetlobe. Ta polprevodniški laserski čip je čip polprevodniškega laserskega niza (LDA), znan tudi kot polprevodniška laserska palica.