Введение в лазер с торцевым излучением (EEL)

Введение в лазер с торцевым излучением (EEL)
Для получения мощного полупроводникового лазера современная технология заключается в использовании структуры краевого излучения. Резонатор полупроводникового лазера с краевым излучением состоит из естественной поверхности диссоциации полупроводникового кристалла, а выходной луч испускается из переднего конца лазера. Полупроводниковый лазер с краевым излучением может достигать высокой выходной мощности, но его выходное пятно эллиптическое, качество луча плохое, а форму луча необходимо модифицировать с помощью системы формирования луча.
На следующей схеме показана структура полупроводникового лазера с краевым излучением. Оптическая полость EEL параллельна поверхности полупроводникового чипа и излучает лазер на краю полупроводникового чипа, что позволяет реализовать выход лазера с высокой мощностью, высокой скоростью и низким уровнем шума. Однако лазерный луч, выходящий из EEL, обычно имеет асимметричное поперечное сечение луча и большую угловую расходимость, а эффективность связи с волокном или другими оптическими компонентами низкая.

Увеличение выходной мощности EEL ограничено накоплением отработанного тепла в активной области и оптическим повреждением на поверхности полупроводника. За счет увеличения площади волновода для уменьшения накопления отработанного тепла в активной области для улучшения рассеивания тепла, увеличения площади выходного света для уменьшения оптической плотности мощности луча для предотвращения оптического повреждения, выходная мощность до нескольких сотен милливатт может быть достигнута в структуре волновода с одной поперечной модой.
Для волновода диаметром 100 мм один лазер с торцевым излучением может достигать десятков ватт выходной мощности, однако в этом случае волновод является в высокой степени многомодовым в плоскости кристалла, а соотношение сторон выходного луча также достигает 100:1, что требует сложной системы формирования луча.
Исходя из того, что нет нового прорыва в технологии материалов и технологии эпитаксиального роста, основным способом улучшения выходной мощности одного полупроводникового лазерного чипа является увеличение ширины полосы светящейся области чипа. Однако слишком большое увеличение ширины полосы легко приводит к возникновению поперечных колебаний высокого порядка и нитевидных колебаний, что значительно снижает однородность светового выхода, а выходная мощность не увеличивается пропорционально ширине полосы, поэтому выходная мощность одного чипа крайне ограничена. Чтобы значительно улучшить выходную мощность, появляется технология массива. Технология объединяет несколько лазерных блоков на одной подложке, так что каждый светоизлучающий блок выстраивается в виде одномерного массива в направлении медленной оси, при условии, что технология оптической изоляции используется для разделения каждого светоизлучающего блока в массиве, так что они не мешают друг другу, образуя многоапертурную лазерную генерацию, вы можете увеличить выходную мощность всего чипа, увеличив количество интегрированных светоизлучающих блоков. Этот полупроводниковый лазерный чип представляет собой кристалл полупроводниковой лазерной матрицы (LDA), также известный как полупроводниковая лазерная линейка.