Introduksjon til kantutstrålende laser (EEL)

Introduksjon til kantutstrålende laser (EEL)
For å oppnå høy effekt halvlederlaserutgang, bruker dagens teknologi kantemisjonsstruktur. Resonatoren til den kantemitterende halvlederlaseren består av den naturlige dissosiasjonsflaten til halvlederkrystallen, og utgangsstrålen sendes ut fra laserens forende. Kantemitterende halvlederlasere kan oppnå høy effekt, men utgangspunktet er elliptisk, strålekvaliteten er dårlig, og stråleformen må modifiseres med et stråleformingssystem.
Følgende diagram viser strukturen til den kantemitterende halvlederlaseren. Det optiske hulrommet til EEL er parallelt med overflaten av halvlederbrikken og sender ut laser ved kanten av halvlederbrikken, noe som kan oppnå laserutgang med høy effekt, høy hastighet og lav støy. Laserstråleutgangen fra EEL har imidlertid generelt asymmetrisk stråletverrsnitt og stor vinkeldivergens, og koblingseffektiviteten med fiber eller andre optiske komponenter er lav.

Økningen av EEL-utgangseffekten er begrenset av spillvarmeakkumulering i det aktive området og optisk skade på halvlederoverflaten. Ved å øke bølgelederområdet for å redusere spillvarmeakkumuleringen i det aktive området for å forbedre varmespredningen, og øke lysutgangsområdet for å redusere strålens optiske effekttetthet for å unngå optisk skade, kan utgangseffekten på opptil flere hundre milliwatt oppnås i den enkelt transversale bølgelederstrukturen.
For 100 mm bølgelederen kan en enkelt kantemitterende laser oppnå titalls watt utgangseffekt, men på dette tidspunktet er bølgelederen svært multimodus på brikkens plan, og utgangsstrålens sideforhold når også 100:1, noe som krever et komplekst stråleformingssystem.
Ut fra den forutsetningen at det ikke finnes noe nytt gjennombrudd innen materialteknologi og epitaksial vekstteknologi, er den viktigste måten å forbedre utgangseffekten til en enkelt halvlederlaserbrikke å øke stripebredden i brikkens lysområde. Å øke stripebredden for mye er imidlertid lett å produsere tverrgående høyordens modusoscillasjon og filamentlignende oscillasjon, noe som vil redusere lysutgangens ensartethet betraktelig. Utgangseffekten øker ikke proporsjonalt med stripebredden, slik at utgangseffekten til en enkelt brikke er ekstremt begrenset. For å forbedre utgangseffekten betraktelig, har array-teknologi blitt til. Teknologien integrerer flere laserenheter på samme substrat, slik at hver lysutstrålende enhet er stilt opp som en endimensjonal matrise i den langsomme akseretningen. Så lenge optisk isolasjonsteknologi brukes til å separere hver lysutstrålende enhet i matrisen, slik at de ikke forstyrrer hverandre og danner en multi-aperturlasing, kan du øke utgangseffekten til hele brikken ved å øke antallet integrerte lysutstrålende enheter. Denne halvlederlaserbrikken er en halvlederlaserarray-brikke (LDA), også kjent som en halvlederlaserstang.