Az élkibocsátó lézer (EEL) bemutatása

Az élkibocsátó lézer (EEL) bemutatása
A nagy teljesítményű félvezető lézerkimenet elérése érdekében a jelenlegi technológia élemissziós struktúra alkalmazása. Az élkibocsátó félvezető lézer rezonátora a félvezető kristály természetes disszociációs felületéből épül fel, a kimenő nyaláb pedig a lézer elülső végéből kerül kibocsátásra. Az élemissziós típusú félvezető lézer nagy teljesítményt képes elérni, de A kimeneti pont ellipszis alakú, a nyaláb minősége rossz, és a sugár alakját nyalábformáló rendszerrel kell módosítani.
A következő ábra az élkibocsátó félvezető lézer felépítését mutatja be. Az EEL optikai ürege párhuzamos a félvezető chip felületével, és lézert bocsát ki a félvezető chip szélén, amely nagy teljesítménnyel, nagy sebességgel és alacsony zajszinttel tudja megvalósítani a lézerkimenetet. Az EEL által kibocsátott lézersugár azonban általában aszimmetrikus nyaláb-keresztmetszetű és nagy szögdivergencia, és a szálas vagy más optikai komponensekkel való csatolás hatékonysága alacsony.

Az EEL kimenő teljesítmény növekedését korlátozza a hulladékhő felhalmozódása az aktív tartományban és a félvezető felületén bekövetkező optikai károsodás. A hullámvezető terület növelésével az aktív tartományban a hulladékhő felhalmozódásának csökkentése érdekében a hőeloszlás javítása érdekében, a fénykibocsátási terület növelésével a sugár optikai teljesítménysűrűségének csökkentése érdekében az optikai károsodás elkerülése érdekében a kimenő teljesítmény akár több száz milliwatt is lehet. az egytranszverzális üzemmódú hullámvezető szerkezetben érhető el.
A 100 mm-es hullámvezetőnél egyetlen élkibocsátó lézer több tíz watt kimenő teljesítményt tud elérni, de ekkor a hullámvezető erősen többmódusú a chip síkján, és a kimenő nyaláb oldalaránya is eléri a 100:1-et, komplex sugárformáló rendszert igényel.
Feltételezve, hogy nincs új áttörés az anyagtechnológiában és az epitaxiális növekedési technológiában, egyetlen félvezető lézerchip kimeneti teljesítményének javításának fő módja a chip fénytartományának sávszélességének növelése. A szalag szélességének túl nagyra növelésével azonban könnyű keresztirányú, nagyrendű üzemmódú oszcillációt és filamentális rezgést előidézni, ami nagymértékben csökkenti a fénykibocsátás egyenletességét, és a kimeneti teljesítmény nem növekszik arányosan a szalag szélességével, így a kimenő teljesítmény egy chip rendkívül korlátozott. A kimeneti teljesítmény nagymértékű javítása érdekében tömb technológia jön létre. A technológia több lézeregységet integrál ugyanazon a hordozón, így mindegyik fénykibocsátó egység egydimenziós tömbként sorakozik a lassú tengely irányában, mindaddig, amíg az optikai leválasztó technológiát használják az egyes fénykibocsátó egységek elkülönítésére a tömbben. , hogy ne zavarják egymást, több apertúrás lézerezést képezve, az integrált fénykibocsátó egységek számának növelésével növelheti a teljes chip kimeneti teljesítményét. Ez a félvezető lézerchip egy félvezető lézertömb (LDA) chip, más néven félvezető lézerrúd.