مقدمه‌ای بر لیزر گسیلنده از لبه (EEL)
برای دستیابی به خروجی لیزر نیمه‌هادی با توان بالا، فناوری فعلی از ساختار گسیل لبه‌ای استفاده می‌کند. تشدیدگر لیزر نیمه‌هادی گسیل لبه‌ای از سطح تفکیک طبیعی کریستال نیمه‌هادی تشکیل شده است و پرتو خروجی از انتهای جلویی لیزر گسیل می‌شود. لیزر نیمه‌هادی از نوع گسیل لبه‌ای می‌تواند به خروجی با توان بالا دست یابد، اما نقطه خروجی آن بیضوی است، کیفیت پرتو ضعیف است و شکل پرتو باید با یک سیستم شکل‌دهی پرتو اصلاح شود.
نمودار زیر ساختار لیزر نیمه‌هادی ساطع‌کننده لبه را نشان می‌دهد. حفره نوری EEL موازی با سطح تراشه نیمه‌هادی است و لیزر را در لبه تراشه نیمه‌هادی ساطع می‌کند که می‌تواند خروجی لیزر را با توان بالا، سرعت بالا و نویز کم محقق کند. با این حال، خروجی پرتو لیزر توسط EEL عموماً دارای سطح مقطع پرتو نامتقارن و واگرایی زاویه‌ای بزرگ است و راندمان اتصال با فیبر یا سایر اجزای نوری کم است.
افزایش توان خروجی EEL به دلیل تجمع گرمای تلف‌شده در ناحیه فعال و آسیب نوری روی سطح نیمه‌رسانا محدود می‌شود. با افزایش سطح موجبر برای کاهش تجمع گرمای تلف‌شده در ناحیه فعال و بهبود اتلاف گرما، و افزایش سطح خروجی نور برای کاهش چگالی توان نوری پرتو برای جلوگیری از آسیب نوری، می‌توان به توان خروجی تا چند صد میلی‌وات در ساختار موجبر تک حالت عرضی دست یافت.
برای موجبر ۱۰۰ میلی‌متری، یک لیزر تک لبه می‌تواند به ده‌ها وات توان خروجی دست یابد، اما در این زمان موجبر در صفحه تراشه به شدت چند حالته است و نسبت ابعاد پرتو خروجی نیز به ۱۰۰:۱ می‌رسد که نیاز به یک سیستم شکل‌دهی پرتو پیچیده دارد.
با فرض اینکه هیچ پیشرفت جدیدی در فناوری مواد و فناوری رشد اپیتاکسیال وجود ندارد، راه اصلی برای بهبود توان خروجی یک تراشه لیزر نیمه‌هادی منفرد، افزایش عرض نوار ناحیه درخشان تراشه است. با این حال، افزایش بیش از حد عرض نوار به راحتی باعث ایجاد نوسان عرضی مرتبه بالا و نوسان رشته‌ای می‌شود که یکنواختی نور خروجی را تا حد زیادی کاهش می‌دهد و توان خروجی متناسب با عرض نوار افزایش نمی‌یابد، بنابراین توان خروجی یک تراشه منفرد بسیار محدود است. به منظور بهبود قابل توجه توان خروجی، فناوری آرایه به وجود می‌آید. این فناوری چندین واحد لیزر را روی یک زیرلایه ادغام می‌کند، به طوری که هر واحد ساطع کننده نور به عنوان یک آرایه تک بعدی در جهت محور آهسته قرار می‌گیرد، تا زمانی که از فناوری جداسازی نوری برای جدا کردن هر واحد ساطع کننده نور در آرایه استفاده شود، به طوری که آنها با یکدیگر تداخل نداشته باشند و یک لیزر چند روزنه ای تشکیل دهند، می‌توانید با افزایش تعداد واحدهای ساطع کننده نور یکپارچه، توان خروجی کل تراشه را افزایش دهید. این تراشه لیزر نیمه‌هادی، یک تراشه آرایه لیزر نیمه‌هادی (LDA) است که به عنوان نوار لیزر نیمه‌هادی نیز شناخته می‌شود.
زمان ارسال: ژوئن-03-2024