Introdução ao laser emissor de borda (EEL)

Introdução ao laser emissor de borda (EEL)
Para obter saída de laser semicondutores de alta potência, a tecnologia atual deve usar a estrutura de emissão de arestas. The resonator of the edge-emitting semiconductor laser is composed of the natural dissociation surface of the semiconductor crystal, and the output beam is emitted from the front end of the laser.The edge-emission type semiconductor laser can achieve high power output, but its output spot is elliptical, the beam quality is poor, and the beam shape needs to be modified with a beam shaping system.
O diagrama a seguir mostra a estrutura do laser semicondutor emissora de borda. A cavidade óptica da enguia é paralela à superfície do chip semicondutor e emite laser na borda do chip semicondutor, que pode realizar a saída do laser com alta potência, alta velocidade e baixa ruído. No entanto, a saída do feixe de laser por enguia geralmente possui seção transversal de feixe assimétrico e grande divergência angular, e a eficiência do acoplamento com fibra ou outros componentes ópticos é baixa.

O aumento da potência de saída de enguia é limitado pelo acúmulo de calor residual na região ativa e danos ópticos na superfície semicondutores. Ao aumentar a área do guia de ondas para reduzir o acúmulo de calor residual na região ativa para melhorar a dissipação de calor, aumentando a área de saída de luz para reduzir a densidade de potência óptica do feixe para evitar danos ópticos, a potência de saída de até várias centenas de miliwatts pode ser alcançada na estrutura de onda de modo transversal único.
Para o guia de ondas de 100 mm, um único laser emissor de borda pode atingir dezenas de watts de potência de saída, mas neste momento o guia de ondas é altamente multi-mode no plano do chip, e a proporção de feixe de saída também atinge 100: 1, exigindo um sistema complexo de modelagem de feixe.
Na premissa de que não há nova inovação na tecnologia de materiais e na tecnologia de crescimento epitaxial, a principal maneira de melhorar a potência de saída de um único chip de laser semicondutor é aumentar a largura da tira da região luminosa do chip. No entanto, aumentar a largura da tira muito alta é fácil de produzir oscilação transversal de modo de alta ordem e oscilação semelhante ao filamento, o que reduzirá bastante a uniformidade da saída de luz, e a potência de saída não aumenta proporcionalmente com a largura da tira, portanto, a potência de saída de um único chip é extremamente limitada. Para melhorar bastante a potência de saída, a tecnologia de matrizes surge. The technology integrates multiple laser units on the same substrate, so that each light emitting unit is lined up as a one-dimensional array in the slow axis direction, as long as the optical isolation technology is used to separate each light emitting unit in the array, so that they do not interfere with each other, forming a multi-aperture lasing, you can increase the output power of the entire chip by increasing the number of integrated light emitting units. Este chip a laser semicondutor é um chip de matriz de laser semicondutores (LDA), também conhecido como uma barra de laser semicondutores.