Uvod u laser s rubnim emitovanjem (EEL)

Uvod u laser s rubnim emitovanjem (EEL)
Da bi se dobio izlaz poluprovodničkog lasera velike snage, trenutna tehnologija koristi strukturu rubne emisije. Rezonator poluprovodničkog lasera koji emitira rubno sastavljen je od prirodne površine disocijacije poluprovodničkog kristala, a izlazni snop se emituje sa prednjeg kraja lasera. Poluprovodnički laser sa rubnom emisijom može postići visoku izlaznu snagu, ali njegova izlazna tačka je eliptična, kvalitet snopa je loš, a oblik snopa treba modificirati sistemom za oblikovanje snopa.
Sljedeći dijagram prikazuje strukturu poluprovodničkog lasera koji emituje rubno. Optička šupljina EEL-a je paralelna s površinom poluprovodničkog čipa i emituje laser na rubu poluprovodničkog čipa, što omogućava laserski izlaz velike snage, velike brzine i niskog šuma. Međutim, laserski snop koji EEL emituje uglavnom ima asimetričan poprečni presjek snopa i veliku ugaonu divergenciju, a efikasnost sprege s vlaknima ili drugim optičkim komponentama je niska.

Povećanje izlazne snage EEL-a ograničeno je akumulacijom otpadne toplote u aktivnom području i optičkim oštećenjem na površini poluprovodnika. Povećanjem površine talasovoda radi smanjenja akumulacije otpadne toplote u aktivnom području i poboljšanja odvođenja toplote, povećanjem površine izlazne svjetlosti radi smanjenja gustine optičke snage snopa i izbjegavanja optičkih oštećenja, može se postići izlazna snaga do nekoliko stotina milivata u strukturi talasovoda sa jednim transverzalnim modom.
Za talasovod od 100 mm, laser koji emituje jedan rub može postići desetine vati izlazne snage, ali u ovom trenutku talasovod je visoko višemodan na ravni čipa, a odnos stranica izlaznog snopa takođe dostiže 100:1, što zahteva složen sistem za oblikovanje snopa.
Pod pretpostavkom da nema novog proboja u tehnologiji materijala i tehnologiji epitaksijalnog rasta, glavni način za poboljšanje izlazne snage jednog poluprovodničkog laserskog čipa je povećanje širine trake u luminiscentnom području čipa. Međutim, preveliko povećanje širine trake lako može izazvati poprečne oscilacije višeg reda moda i oscilacije nalik filamentu, što će značajno smanjiti ujednačenost svjetlosnog izlaza, a izlazna snaga se ne povećava proporcionalno sa širinom trake, tako da je izlazna snaga jednog čipa izuzetno ograničena. Kako bi se značajno poboljšala izlazna snaga, dolazi do razvoja tehnologije nizova. Tehnologija integriše više laserskih jedinica na istu podlogu, tako da je svaka jedinica koja emitira svjetlost poredana kao jednodimenzionalni niz u smjeru spore ose, sve dok se koristi tehnologija optičke izolacije za odvajanje svake jedinice koja emitira svjetlost u nizu, tako da se ne miješaju jedna s drugom, formirajući lasersko zračenje s više otvora blende, možete povećati izlaznu snagu cijelog čipa povećanjem broja integriranih jedinica koje emitiraju svjetlost. Ovaj poluprovodnički laserski čip je poluprovodnički laserski niz (LDA) čip, također poznat kao poluprovodnička laserska traka.