Введение в лазер краевого излучения (EEL)
Чтобы получить выходную мощность полупроводникового лазера высокой мощности, 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 передней части лазера. Полупроводниковый лазер с краевым излучением может достигать высокой выходной мощности, но его Выходное пятно имеет эллиптическую форму, качество луча низкое, а форму луча необходимо изменить с помощью системы формирования луча.
На следующей диаграмме показана структура полупроводникового лазера с краевым излучением. Оптический резонатор EEL параллелен поверхности полупроводникового чипа и излучает лазер на краю полупроводникового чипа, что позволяет реализовать выходную мощность лазера с высокой мощностью, высокой скоростью и низким уровнем шума. Однако выходной лазерный луч с помощью EEL обычно имеет асимметричное поперечное сечение луча и большую угловую расходимость, а эффективность связи с волокном или другими оптическими компонентами низкая.
Увеличение выходной мощности ЭЭЛ ограничено накоплением избыточного тепла в активной области и оптическими повреждениями на поверхности полупроводника. За счет увеличения площади волновода для уменьшения накопления отходящего тепла в активной области для улучшения рассеивания тепла, увеличения площади светового выхода для уменьшения оптической плотности мощности луча во избежание оптических повреждений можно получить выходную мощность до нескольких сотен милливатт. быть достигнуто в одномодовой волноводной структуре.
Для волновода диаметром 100 мм один лазер с торцевым излучением может достигать выходной мощности в десятки ватт, но в настоящее время волновод является очень многомодовым в плоскости чипа, а соотношение сторон выходного луча также достигает 100: 1. требующая сложной системы формирования луча.
Учитывая, что нового прорыва в технологии материалов и технологии эпитаксиального выращивания не существует, основным способом повышения выходной мощности одного полупроводникового лазерного чипа является увеличение ширины полосы светящейся области чипа. Однако слишком большое увеличение ширины полосы может привести к появлению поперечных колебаний высокого порядка и нитевидных колебаний, что значительно снизит однородность светоотдачи, а выходная мощность не увеличивается пропорционально ширине полосы, поэтому выходная мощность использование одного чипа чрезвычайно ограничено. Чтобы значительно улучшить выходную мощность, возникла технология массивов. Технология объединяет несколько лазерных блоков на одной подложке, так что каждый светоизлучающий блок выстраивается в виде одномерного массива в направлении медленной оси, при этом для разделения каждого светоизлучающего блока в массиве используется технология оптической изоляции. , чтобы они не мешали друг другу, образуя многоапертурную генерацию, можно увеличить выходную мощность всего чипа за счет увеличения количества интегрированных светоизлучающих блоков. Этот полупроводниковый лазерный чип представляет собой чип полупроводниковой лазерной матрицы (LDA), также известный как полупроводниковый лазерный стержень.
Время публикации: 03 июня 2024 г.