Panimula sa Edge Emitting Laser (EEL)

Panimula sa Edge Emitting Laser (EEL)
Upang makakuha ng high-power semiconductor laser output, ang kasalukuyang teknolohiya ay ang paggamit ng edge emission structure. Ang resonator ng edge-emitting semiconductor laser ay binubuo ng natural na dissociation surface ng semiconductor crystal, at ang output beam ay ibinubuga mula sa front end ng laser. Ang edge-emission type semiconductor laser ay maaaring makamit ang mataas na power output, ngunit ang output spot nito ay elliptical, ang beam na kalidad ay hindi maganda, at ang beam na hugis ay kailangang ma-modify.
Ang sumusunod na diagram ay nagpapakita ng istraktura ng edge-emitting semiconductor laser. Ang optical na lukab ng EEL ay kahanay sa ibabaw ng semiconductor chip at naglalabas ng laser sa gilid ng semiconductor chip, na maaaring mapagtanto ang laser output na may mataas na kapangyarihan, mataas na bilis at mababang ingay. Gayunpaman, ang output ng laser beam ng EEL sa pangkalahatan ay may asymmetric beam cross section at malaking angular divergence, at mababa ang coupling efficiency sa fiber o iba pang optical component.

Ang pagtaas ng EEL output power ay limitado sa pamamagitan ng waste heat accumulation sa aktibong rehiyon at optical damage sa semiconductor surface. Sa pamamagitan ng pagtaas ng lugar ng waveguide upang mabawasan ang akumulasyon ng init ng basura sa aktibong rehiyon upang mapabuti ang pagwawaldas ng init, pagtaas ng lugar ng liwanag na output upang mabawasan ang density ng optical power ng beam upang maiwasan ang optical damage, ang output power na hanggang ilang daang milliwatts ay maaaring makamit sa solong transverse mode waveguide structure.
Para sa 100mm waveguide, ang isang solong edge-emitting laser ay makakamit ng sampu-sampung watts ng output power, ngunit sa oras na ito ang waveguide ay lubos na multi-mode sa plane ng chip, at ang output beam aspect ratio ay umaabot din sa 100:1, na nangangailangan ng kumplikadong beam shaping system.
Sa saligan na walang bagong pambihirang tagumpay sa materyal na teknolohiya at teknolohiya ng paglago ng epitaxial, ang pangunahing paraan upang mapabuti ang lakas ng output ng isang solong semiconductor laser chip ay upang madagdagan ang lapad ng strip ng makinang na rehiyon ng chip. Gayunpaman, ang pagtaas ng lapad ng strip na masyadong mataas ay madaling makagawa ng transverse high-order mode oscillation at filamentlike oscillation, na lubos na magbabawas sa pagkakapareho ng light output, at ang output power ay hindi tumataas nang proporsyonal sa strip width, kaya ang output power ng isang chip ay lubhang limitado. Upang lubos na mapabuti ang lakas ng output, nabuo ang teknolohiya ng array. Ang teknolohiya ay nagsasama ng maraming laser unit sa parehong substrate, upang ang bawat light emitting unit ay nalinya bilang isang one-dimensional na array sa mabagal na direksyon ng axis, hangga't ginagamit ang optical isolation technology upang paghiwalayin ang bawat light emitting unit sa array, upang hindi sila makagambala sa isa't isa, na bumubuo ng multi-aperture lasing, maaari mong dagdagan ang output power ng buong chip sa pamamagitan ng pagtaas ng output power ng buong chip. Ang semiconductor laser chip na ito ay isang semiconductor laser array (LDA) chip, na kilala rin bilang semiconductor laser bar.