Inleiding tot Edge Emitting Laser (EEL)
Om een hoog vermogen te verkrijgen met een halfgeleiderlaser, maakt de huidige technologie gebruik van een randemissiestructuur. De resonator van de randemissie-halfgeleiderlaser bestaat uit het natuurlijke dissociatieoppervlak van het halfgeleiderkristal, en de uitgangsbundel wordt uitgezonden vanaf de voorkant van de laser. De randemissie-halfgeleiderlaser kan een hoog vermogen bereiken, maar de uitgangsspot is elliptisch, de bundelkwaliteit is slecht en de bundelvorm moet worden aangepast met een bundelvormsysteem.
Het volgende diagram toont de structuur van de randemitterende halfgeleiderlaser. De optische holte van de EEL loopt parallel aan het oppervlak van de halfgeleiderchip en emitteert laser aan de rand van de halfgeleiderchip, waardoor de laseruitvoer met hoog vermogen, hoge snelheid en weinig ruis kan worden gerealiseerd. De laserstraal die door de EEL wordt uitgezonden, heeft echter over het algemeen een asymmetrische bundeldoorsnede en een grote hoekdivergentie, en de koppelingsefficiëntie met glasvezel of andere optische componenten is laag.
De toename van het EEL-uitgangsvermogen wordt beperkt door de accumulatie van restwarmte in het actieve gebied en optische schade aan het halfgeleideroppervlak. Door het golfgeleideroppervlak te vergroten om de accumulatie van restwarmte in het actieve gebied te verminderen en zo de warmteafvoer te verbeteren, en door het lichtuitvoeroppervlak te vergroten om de optische vermogensdichtheid van de bundel te verminderen en optische schade te voorkomen, kan een uitgangsvermogen tot enkele honderden milliwatt worden bereikt met de enkelvoudige transversale golfgeleiderstructuur.
Voor de 100mm-golfgeleider kan een enkele randemitterende laser tientallen watts aan uitgangsvermogen bereiken, maar op dit moment is de golfgeleider zeer multi-mode op het vlak van de chip en bereikt de uitgangsbundelverhouding ook 100:1, wat een complex bundelvormingssysteem vereist.
Ervan uitgaande dat er geen nieuwe doorbraken zijn 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 hoog vergroten van de stripbreedte leidt echter gemakkelijk tot transversale oscillatie van hoge-orde-modus en filamentachtige oscillatie, wat de uniformiteit van de lichtopbrengst aanzienlijk vermindert. Bovendien neemt het uitgangsvermogen niet evenredig toe met de stripbreedte, waardoor het uitgangsvermogen van een enkele chip extreem beperkt is. Om het uitgangsvermogen aanzienlijk te verbeteren, wordt arraytechnologie ontwikkeld. Deze technologie integreert meerdere laserunits op hetzelfde substraat, zodat elke lichtgevende unit als een eendimensionale array in de richting van de langzame as is uitgelijnd. Zolang de optische isolatietechnologie wordt gebruikt om elke lichtgevende unit in de array te scheiden, zodat ze elkaar niet storen, en een laser met meerdere apertuur ontstaat, kunt u het uitgangsvermogen van de gehele chip verhogen door het aantal geïntegreerde lichtgevende units te verhogen. Deze halfgeleiderlaserchip is een halfgeleiderlaserarraychip (LDA-chip), ook wel een halfgeleiderlaserbalk genoemd.
Plaatsingstijd: 03-06-2024