Inleiding tot Edge Emitting Laser (EEL)

Inleiding tot Edge Emitting Laser (EEL)
Om halfgeleiderlaseruitvoer met hoog vermogen te verkrijgen, maakt de huidige technologie gebruik van een randemissiestructuur. De resonator van de randemitterende halfgeleiderlaser bestaat uit het natuurlijke dissociatieoppervlak van het halfgeleiderkristal en de uitgangsbundel wordt uitgezonden vanaf het voorste uiteinde van de laser. De halfgeleiderlaser van het randemissietype kan een hoog uitgangsvermogen bereiken, maar zijn de uitgangsvlek is elliptisch, de straalkwaliteit is slecht en de vorm van de straal moet worden aangepast met een straalvormersysteem.
Het volgende diagram toont de structuur van de randemitterende halfgeleiderlaser. De optische holte van EEL is evenwijdig aan het oppervlak van de halfgeleiderchip en zendt een laser uit aan de rand van de halfgeleiderchip, die de laseruitvoer met hoog vermogen, hoge snelheid en weinig ruis kan realiseren. De door EEL uitgevoerde laserbundel heeft echter over het algemeen een asymmetrische bundeldwarsdoorsnede en een grote hoekdivergentie, en de koppelingsefficiëntie met vezels of andere optische componenten is laag.

De toename van het EEL-uitgangsvermogen wordt beperkt door de accumulatie van afvalwarmte in het actieve gebied en optische schade aan het halfgeleideroppervlak. Door het golfgeleideroppervlak te vergroten om de ophoping van afvalwarmte in het actieve gebied te verminderen en de warmtedissipatie te verbeteren, en het lichtuitvoergebied te vergroten om de optische vermogensdichtheid van de straal te verminderen om optische schade te voorkomen, kan het uitgangsvermogen tot enkele honderden milliwatts worden bereikt. worden bereikt in de golfgeleiderstructuur met enkele transversale modus.
Voor de 100 mm golfgeleider kan een enkele randemitterende laser tientallen watt uitgangsvermogen bereiken, maar op dit moment is de golfgeleider zeer multi-mode op het vlak van de chip, en de beeldverhouding van de uitgangsbundel bereikt ook 100:1, waarvoor een complex bundelvormingssysteem nodig is.
Ervan uitgaande dat er geen nieuwe doorbraak is in materiaaltechnologie en epitaxiale groeitechnologie, is de belangrijkste manier om het uitgangsvermogen van een enkele halfgeleiderlaserchip te verbeteren het vergroten van de stripbreedte van het lichtgevende gebied van de chip. Het te groot maken van de stripbreedte is echter gemakkelijk om transversale oscillatie van hoge orde en filamentachtige oscillatie te produceren, wat de uniformiteit van de lichtopbrengst aanzienlijk zal verminderen, en het uitgangsvermogen neemt niet evenredig toe met de stripbreedte, dus het uitgangsvermogen van een enkele chip is uiterst beperkt. Om het uitgangsvermogen sterk te verbeteren, ontstaat array-technologie. De technologie integreert meerdere lasereenheden op hetzelfde substraat, zodat elke lichtemitterende eenheid is uitgelijnd als een eendimensionale array in de langzame asrichting, zolang de optische isolatietechnologie wordt gebruikt om elke lichtemitterende eenheid in de array te scheiden , zodat ze elkaar niet hinderen en een laser met meerdere openingen vormen, kunt u het uitgangsvermogen van de hele chip vergroten door het aantal geïntegreerde lichtgevende eenheden te vergroten. Deze halfgeleiderlaserchip is een halfgeleiderlaserarray-chip (LDA), ook wel halfgeleiderlaserbalk genoemd.