مقدمه ای بر لیزر ساطع لبه (EEL)

مقدمه ای بر لیزر ساطع لبه (EEL)
به منظور به دست آوردن خروجی لیزر نیمه هادی با قدرت بالا، فناوری فعلی استفاده از ساختار انتشار لبه است. تشدید کننده لیزر نیمه هادی لبه ای از سطح تفکیک طبیعی کریستال نیمه هادی تشکیل شده است و پرتو خروجی از قسمت جلویی لیزر ساطع می شود. نقطه خروجی بیضوی است، کیفیت پرتو ضعیف است و شکل تیر باید با یک سیستم شکل دهی پرتو اصلاح شود.
نمودار زیر ساختار لیزر نیمه هادی ساطع کننده لبه را نشان می دهد. حفره نوری EEL به موازات سطح تراشه نیمه هادی است و لیزر را در لبه تراشه نیمه هادی منتشر می کند که می تواند خروجی لیزر را با قدرت بالا، سرعت بالا و نویز کم محقق کند. با این حال، خروجی پرتو لیزر توسط EEL عموماً دارای سطح مقطع پرتو نامتقارن و واگرایی زاویه ای زیاد است و راندمان اتصال با فیبر یا سایر اجزای نوری پایین است.

افزایش توان خروجی EEL با تجمع گرمای اتلاف در منطقه فعال و آسیب نوری روی سطح نیمه هادی محدود می شود. با افزایش ناحیه موجبر برای کاهش انباشت گرمای اتلاف در منطقه فعال برای بهبود اتلاف گرما، افزایش ناحیه خروجی نور برای کاهش چگالی توان نوری پرتو برای جلوگیری از آسیب نوری، توان خروجی تا چند صد میلی‌وات می‌تواند در ساختار موجبر حالت عرضی منفرد حاصل شود.
برای موجبر 100 میلی‌متری، یک لیزر تک لبه‌ای می‌تواند به ده‌ها وات توان خروجی دست یابد، اما در این زمان موجبر در صفحه تراشه به شدت چند حالته است و نسبت تصویر پرتو خروجی نیز به 100:1 می‌رسد. نیاز به یک سیستم شکل دهی پرتو پیچیده است.
با این فرض که پیشرفت جدیدی در فناوری مواد و فناوری رشد همپایه وجود ندارد، راه اصلی برای بهبود توان خروجی یک تراشه لیزری نیمه هادی منفرد، افزایش عرض نوار ناحیه نورانی تراشه است. با این حال، افزایش عرض نوار بیش از حد بالا برای ایجاد نوسان حالت مرتبه بالا عرضی و نوسان رشته مانند آسان است، که یکنواختی خروجی نور را تا حد زیادی کاهش می دهد و توان خروجی متناسب با عرض نوار افزایش نمی یابد، بنابراین توان خروجی یک تراشه واحد بسیار محدود است. به منظور بهبود چشمگیر توان خروجی، فناوری آرایه به وجود می آید. این فناوری چندین واحد لیزر را بر روی یک بستر یکپارچه می کند، به طوری که هر واحد ساطع کننده نور به عنوان یک آرایه یک بعدی در جهت محور آهسته ردیف می شود، تا زمانی که از فناوری جداسازی نوری برای جداسازی هر واحد ساطع کننده نور در آرایه استفاده شود. ، به طوری که آنها با یکدیگر تداخل نداشته باشند، با تشکیل یک لیزر چند دیافراگم، می توانید با افزایش تعداد واحدهای ساطع نور یکپارچه، قدرت خروجی کل تراشه را افزایش دهید. این تراشه لیزری نیمه هادی یک تراشه آرایه لیزری نیمه هادی (LDA) است که به عنوان نوار لیزر نیمه هادی نیز شناخته می شود.