Introducció al làser d'emissió de vores (EEL)

Introducció al làser d'emissió de vores (EEL)
Per obtenir una sortida làser de semiconductors d'alta potència, la tecnologia actual és utilitzar l'estructura d'emissió de vora. El ressonador del làser semiconductor d'emissió de vores es compon de la superfície de dissociació natural del cristall semiconductor, i el feix de sortida s'emet des de l'extrem frontal del làser. El punt de sortida és el·líptic, la qualitat del feix és deficient i la forma del feix s'ha de modificar amb un sistema de conformació del feix.
El diagrama següent mostra l'estructura del làser semiconductor emissor de vores. La cavitat òptica d'EEL és paral·lela a la superfície del xip semiconductor i emet làser a la vora del xip semiconductor, que pot realitzar la sortida làser amb alta potència, alta velocitat i baix soroll. Tanmateix, la sortida del feix làser per EEL generalment té una secció transversal de feix asimètrica i una gran divergència angular, i l'eficiència d'acoblament amb fibra o altres components òptics és baixa.

L'augment de la potència de sortida d'EEL està limitat per l'acumulació de calor residual a la regió activa i els danys òptics a la superfície dels semiconductors. Augmentant l'àrea de la guia d'ones per reduir l'acumulació de calor residual a la regió activa per millorar la dissipació de calor, augmentant l'àrea de sortida de llum per reduir la densitat de potència òptica del feix per evitar danys òptics, la potència de sortida de fins a diversos centenars de mil·liwatts pot s'aconsegueix en l'estructura de guia d'ona de mode transversal únic.
Per a la guia d'ones de 100 mm, un làser d'emissió de vora pot aconseguir desenes de watts de potència de sortida, però en aquest moment la guia d'ones és molt multimode al pla del xip, i la relació d'aspecte del feix de sortida també arriba a 100:1, requereixen un sistema complex de conformació del feix.
Partint de la premissa que no hi ha cap nou avenç en la tecnologia de materials i la tecnologia de creixement epitaxial, la forma principal de millorar la potència de sortida d'un únic xip làser semiconductor és augmentar l'amplada de la banda de la regió lluminosa del xip. Tanmateix, augmentar massa l'amplada de la tira és fàcil de produir una oscil·lació transversal en mode d'ordre alt i una oscil·lació filamentària, que reduirà considerablement la uniformitat de la sortida de llum i la potència de sortida no augmenta proporcionalment amb l'amplada de la tira, de manera que la potència de sortida de un sol xip és extremadament limitat. Per tal de millorar molt la potència de sortida, neix la tecnologia array. La tecnologia integra múltiples unitats làser al mateix substrat, de manera que cada unitat emissora de llum s'alinea com una matriu unidimensional en la direcció de l'eix lent, sempre que s'utilitzi la tecnologia d'aïllament òptic per separar cada unitat emissora de llum a la matriu. , perquè no interfereixin entre si, formant un làser multi-obertura, podeu augmentar la potència de sortida de tot el xip augmentant el nombre d'unitats emissores de llum integrades. Aquest xip làser de semiconductors és un xip de matriu làser de semiconductors (LDA), també conegut com a barra làser de semiconductors.