Introduktion till Edge Emitting Laser (EEL)

Introduktion till Edge Emitting Laser (EEL)
För att erhålla högeffekts halvledarlaserutgång är den nuvarande tekniken att använda kantemissionsstruktur. Resonatorn hos den kantemitterande halvledarlasern består av den naturliga dissociationsytan hos halvledarkristallen, och utgångsstrålen sänds ut från laserns främre ände. Halvledarlasern av kantemissionstyp kan uppnå hög effekt, men dess utgångspunkten är elliptisk, strålkvaliteten är dålig och strålformen måste modifieras med ett strålformningssystem.
Följande diagram visar strukturen för den kantemitterande halvledarlasern. Den optiska kaviteten hos EEL är parallell med halvledarchippets yta och avger laser vid kanten av halvledarchippet, vilket kan realisera laserutsignalen med hög effekt, hög hastighet och lågt brus. Emellertid har laserstrålen som utmatas av EEL i allmänhet asymmetrisk stråltvärsnitt och stor vinkeldivergens, och kopplingseffektiviteten med fiber eller andra optiska komponenter är låg.

Ökningen av EEL-uteffekt begränsas av spillvärmeackumulering i det aktiva området och optisk skada på halvledarytan. Genom att öka vågledarområdet för att minska spillvärmeackumuleringen i det aktiva området för att förbättra värmeavledningen, öka ljusutgångsområdet för att minska strålens optiska effekttäthet för att undvika optisk skada, kan uteffekten på upp till flera hundra milliwatt uppnås i vågledarstrukturen med enkel transversell mod.
För 100 mm vågledaren kan en enda kantutsändande laser uppnå tiotals watts uteffekt, men vid denna tidpunkt är vågledaren mycket multi-mode på chipplanet, och utgående strålens bildförhållande når också 100:1, kräver ett komplext strålformningssystem.
Med antagandet att det inte finns något nytt genombrott inom materialteknik och epitaxiell tillväxtteknologi, är det främsta sättet att förbättra uteffekten från ett enstaka halvledarlaserchip att öka remsbredden på chipets ljusområde. Att öka bandbredden för högt är dock lätt att producera tvärgående högordssvängning och filamentliknande oscillation, vilket avsevärt kommer att minska likformigheten i ljusutgången, och uteffekten ökar inte proportionellt med bandbredden, så uteffekten på ett enda chip är extremt begränsat. För att avsevärt förbättra uteffekten kommer arrayteknologi till. Tekniken integrerar flera laserenheter på samma substrat, så att varje ljusemitterande enhet är uppradad som en endimensionell array i den långsamma axelns riktning, så länge som den optiska isoleringstekniken används för att separera varje ljusemitterande enhet i arrayen , så att de inte stör varandra och bildar en lasring med flera öppningar, kan du öka uteffekten för hela chippet genom att öka antalet integrerade ljusemitterande enheter. Detta halvledarlaserchip är ett halvledarlaserarray (LDA)-chip, även känt som en halvledarlaserstav.