Giới thiệu về Laser phát sáng cạnh (EEL)

Giới thiệu về Laser phát sáng cạnh (EEL)
Để thu được đầu ra laser bán dẫn công suất cao, công nghệ hiện nay là sử dụng cấu trúc phát xạ cạnh. Bộ cộng hưởng của laser bán dẫn phát xạ cạnh bao gồm bề mặt phân ly tự nhiên của tinh thể bán dẫn và chùm tia đầu ra được phát ra từ đầu trước của laser. Laser bán dẫn loại phát xạ cạnh có thể đạt được công suất cao, nhưng nó điểm đầu ra có hình elip, chất lượng chùm tia kém và hình dạng chùm tia cần được sửa đổi bằng hệ thống định hình chùm tia.
Sơ đồ sau đây cho thấy cấu trúc của laser bán dẫn phát ra cạnh. Khoang quang của EEL song song với bề mặt của chip bán dẫn và phát ra tia laser ở rìa của chip bán dẫn, có thể tạo ra tia laser với công suất cao, tốc độ cao và độ ồn thấp. Tuy nhiên, đầu ra chùm tia laser của EEL thường có tiết diện chùm tia không đối xứng và độ phân kỳ góc lớn, đồng thời hiệu suất ghép với sợi quang hoặc các thành phần quang học khác thấp.

Sự gia tăng công suất đầu ra của EEL bị hạn chế do sự tích tụ nhiệt thải trong vùng hoạt động và hư hỏng quang học trên bề mặt bán dẫn. Bằng cách tăng diện tích ống dẫn sóng để giảm sự tích tụ nhiệt thải trong vùng hoạt động để cải thiện khả năng tản nhiệt, tăng diện tích đầu ra ánh sáng để giảm mật độ năng lượng quang của chùm tia để tránh hư hỏng quang học, công suất đầu ra có thể lên tới vài trăm miliwatt có thể đạt được trong cấu trúc ống dẫn sóng chế độ ngang đơn.
Đối với ống dẫn sóng 100mm, một tia laser phát cạnh đơn có thể đạt được công suất đầu ra hàng chục watt, nhưng tại thời điểm này, ống dẫn sóng có nhiều chế độ trên mặt phẳng của chip và tỷ lệ khung hình của chùm tia đầu ra cũng đạt 100: 1, đòi hỏi một hệ thống định hình chùm tia phức tạp.
Với tiền đề là không có bước đột phá mới nào trong công nghệ vật liệu và công nghệ tăng trưởng epiticular, cách chính để cải thiện công suất đầu ra của một chip laser bán dẫn duy nhất là tăng độ rộng dải của vùng phát sáng của chip. Tuy nhiên, việc tăng chiều rộng dải quá cao sẽ dễ tạo ra dao động ở chế độ bậc cao ngang và dao động giống như dây tóc, điều này sẽ làm giảm đáng kể tính đồng nhất của ánh sáng phát ra và công suất đầu ra không tăng tỷ lệ thuận với chiều rộng dải, do đó công suất đầu ra của một con chip là cực kỳ hạn chế. Để cải thiện đáng kể công suất đầu ra, công nghệ mảng ra đời. Công nghệ tích hợp nhiều đơn vị laser trên cùng một đế, sao cho mỗi đơn vị phát sáng được xếp thành một mảng một chiều theo hướng trục chậm, miễn là sử dụng công nghệ cách ly quang học để tách từng đơn vị phát sáng trong mảng , để chúng không gây nhiễu lẫn nhau, tạo thành tia laser đa khẩu độ, bạn có thể tăng công suất đầu ra của toàn bộ chip bằng cách tăng số lượng bộ phát sáng tích hợp. Chip laser bán dẫn này là chip mảng laser bán dẫn (LDA), còn được gọi là thanh laser bán dẫn.