Уводзіны ў лазер з торцавым выпраменьваннем (EEL)
Для атрымання магутнага паўправадніковага лазернага выпраменьвання сучасная тэхналогія заключаецца ў выкарыстанні структуры краёвага выпраменьвання. Рэзанатар паўправадніковага лазера з краёвым выпраменьваннем складаецца з натуральнай паверхні дысацыяцыі паўправадніковага крышталя, а выхадны прамень выпраменьваецца з пярэдняга канца лазера. Паўправадніковы лазер з краёвым выпраменьваннем можа дасягнуць высокай выхадной магутнасці, але яго выходная пляма эліптычная, якасць прамяня нізкая, і форму прамяня неабходна мадыфікаваць з дапамогай сістэмы фармавання прамяня.
На наступнай дыяграме паказана структура паўправадніковага лазера з краёвым выпраменьваннем. Аптычны рэзанатар EEL размешчаны паралельна паверхні паўправадніковага чыпа і выпраменьвае лазер на краі паўправадніковага чыпа, што дазваляе рэалізаваць лазерны выхад з высокай магутнасцю, высокай хуткасцю і нізкім узроўнем шуму. Аднак лазерны прамень, які выпраменьваецца EEL, звычайна мае асіметрычны папярочны сячэнне і вялікую вуглавую разыходнасць, а эфектыўнасць сувязі з валакном або іншымі аптычнымі кампанентамі нізкая.
Павелічэнне выходнай магутнасці EEL абмяжоўваецца назапашваннем адходнага цяпла ў актыўнай вобласці і аптычнымі пашкоджаннямі на паверхні паўправадніка. Павелічэнне плошчы хвалявода для памяншэння назапашвання адходнага цяпла ў актыўнай вобласці і паляпшэння цеплааддачы, павелічэнне плошчы выходнай святла для памяншэння шчыльнасці аптычнай магутнасці прамяня і прадухілення аптычных пашкоджанняў дазваляе дасягнуць выходнай магутнасці да некалькіх сотняў міліват у аднакаляговай папярочнай структуры хвалявода.
Для хвалявода дыяметрам 100 мм адзін лазер з торцавым выпраменьваннем можа дасягнуць дзясяткаў ват выходнай магутнасці, але ў гэты час хвалявод з'яўляецца вельмі шматмодавым на плоскасці чыпа, і суадносіны бакоў выходнага прамяня таксама дасягае 100:1, што патрабуе складанай сістэмы фармавання прамяня.
Зыходзячы з таго, што ў тэхналогіі матэрыялаў і тэхналогіі эпітаксіяльнага росту няма новага прарыву, асноўным спосабам паляпшэння выходнай магутнасці аднаго паўправадніковага лазернага чыпа з'яўляецца павелічэнне шырыні палоскі ў светлівай вобласці чыпа. Аднак празмернае павелічэнне шырыні палоскі лёгка прывядзе да папярочных ваганняў высокага парадку моды і ніткападобных ваганняў, што значна знізіць аднастайнасць светлавога выхаду, і выходная магутнасць не павялічваецца прапарцыйна шырыні палоскі, таму выходная магутнасць аднаго чыпа надзвычай абмежаваная. Для значнага паляпшэння выходнай магутнасці была распрацавана тэхналогія масіваў. Гэтая тэхналогія аб'ядноўвае некалькі лазерных блокаў на адной падкладцы, так што кожны святловыпрамяняльны блок выстраены ў аднамерны масіў у напрамку павольнай восі. Пры выкарыстанні тэхналогіі аптычнай ізаляцыі для падзелу кожнага святловыпрамяняльнага блока ў масіве, каб яны не перашкаджалі адзін аднаму, утвараючы шматапертурную лазерную генерацыю, можна павялічыць выходную магутнасць усяго чыпа, павялічваючы колькасць інтэграваных святловыпрамяняльных блокаў. Гэты паўправадніковы лазерны чып уяўляе сабой паўправадніковы лазерны масіў (LDA), таксама вядомы як паўправадніковая лазерная лінейка.
Час публікацыі: 03 чэрвеня 2024 г.