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 dissociation surface ng semiconductor crystal, at ang output beam ay inilalabas 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, mababa ang kalidad ng beam, at ang hugis ng beam ay kailangang baguhin gamit ang isang beam shaping system.
Ang sumusunod na diagram ay nagpapakita ng istruktura ng edge-emitting semiconductor laser. Ang optical cavity ng EEL ay parallel sa ibabaw ng semiconductor chip at naglalabas ng laser sa gilid ng semiconductor chip, na maaaring maglabas ng laser output nang may mataas na lakas, mataas na bilis at mababang ingay. Gayunpaman, ang laser beam output ng EEL sa pangkalahatan ay may asymmetric beam cross section at malaking angular divergence, at ang coupling efficiency sa fiber o iba pang optical components ay mababa.

Ang pagtaas ng lakas ng output ng EEL ay nalilimitahan ng akumulasyon ng nasayang na init sa aktibong rehiyon at pinsala sa optika sa ibabaw ng semiconductor. Sa pamamagitan ng pagpapataas ng lugar ng waveguide upang mabawasan ang akumulasyon ng nasayang na init sa aktibong rehiyon upang mapabuti ang pagkalat ng init, pagpapataas ng lugar ng output ng liwanag upang mabawasan ang densidad ng optical power ng beam upang maiwasan ang pinsala sa optika, ang lakas ng output na hanggang ilang daang milliwatts ay maaaring makamit sa istrukturang single transverse mode waveguide.
Para sa 100mm waveguide, ang isang edge-emitting laser ay maaaring makamit ang sampu-sampung watts ng output power, ngunit sa ngayon 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 isang kumplikadong beam shaping system.
Dahil walang bagong tagumpay sa teknolohiya ng materyal at teknolohiya ng epitaxial growth, ang pangunahing paraan upang mapabuti ang output power ng isang semiconductor laser chip ay ang pagpapataas ng lapad ng strip ng luminous region ng chip. Gayunpaman, ang labis na pagpapataas ng lapad ng strip ay madaling makagawa ng transverse high-order mode oscillation at filamentlike oscillation, na lubos na magbabawas sa pagkakapareho ng output ng liwanag, at ang output power ay hindi tumataas nang proporsyonal sa lapad ng strip, kaya ang output power ng isang chip ay lubhang limitado. Upang lubos na mapabuti ang output power, umusbong ang teknolohiya ng array. Ang teknolohiyang ito ay nagsasama ng maraming laser unit sa iisang substrate, upang ang bawat light emitting unit ay nakahanay bilang isang one-dimensional array sa direksyon ng mabagal na 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 isang multi-aperture lasing, maaari mong dagdagan ang output power ng buong chip sa pamamagitan ng pagdaragdag ng bilang ng mga integrated light emitting unit. Ang semiconductor laser chip na ito ay isang semiconductor laser array (LDA) chip, na kilala rin bilang semiconductor laser bar.