Kenar Yayan Lazer'e (EEL) Giriş
Yüksek güçlü yarı iletken lazer çıktısı elde etmek için mevcut teknoloji, kenar emisyon yapısını kullanmaktır. Kenar emisyonlu yarı iletken lazerin rezonatörü, yarı iletken kristalin doğal ayrışma yüzeyinden oluşur ve çıkış ışını lazerin ön ucundan yayılır. Kenar emisyonlu yarı iletken lazer yüksek güç çıkışı sağlayabilir, ancak çıkış noktası eliptiktir, ışın kalitesi düşüktür ve ışın şeklinin bir ışın şekillendirme sistemiyle değiştirilmesi gerekir.
Aşağıdaki diyagram, kenar yayıcı yarı iletken lazerin yapısını göstermektedir. EEL'nin optik boşluğu, yarı iletken çipin yüzeyine paraleldir ve yarı iletken çipin kenarından lazer yayar. Bu sayede yüksek güç, yüksek hız ve düşük gürültüyle lazer çıkışı elde edilebilir. Ancak, EEL'nin lazer ışını çıkışı genellikle asimetrik ışın kesitine ve büyük açısal sapmaya sahiptir ve fiber veya diğer optik bileşenlerle bağlantı verimliliği düşüktür.
EEL çıkış gücündeki artış, aktif bölgedeki atık ısı birikimi ve yarı iletken yüzeyindeki optik hasar nedeniyle sınırlıdır. Isı dağılımını iyileştirmek için aktif bölgedeki atık ısı birikimini azaltmak üzere dalga kılavuzu alanını artırarak, optik hasarı önlemek için ışının optik güç yoğunluğunu azaltmak üzere ışık çıkış alanını artırarak, tek enine modlu dalga kılavuzu yapısında birkaç yüz miliwatta kadar çıkış gücü elde edilebilir.
100 mm dalga kılavuzu için, tek bir kenar yayıcı lazer onlarca watt çıkış gücüne ulaşabilir, ancak bu sırada dalga kılavuzu çip düzleminde oldukça çok modludur ve çıkış ışın en boy oranı da 100:1'e ulaşır, bu da karmaşık bir ışın şekillendirme sistemi gerektirir.
Malzeme teknolojisi ve epitaksiyel büyüme teknolojisinde yeni bir atılım olmadığı varsayımıyla, tek bir yarı iletken lazer çipinin çıkış gücünü artırmanın temel yolu, çipin ışıklı bölgesinin şerit genişliğini artırmaktır. Ancak, şerit genişliğini çok fazla artırmak, enine yüksek dereceli mod salınımı ve filament benzeri salınıma neden olabilir; bu da ışık çıkışının tekdüzeliğini büyük ölçüde azaltır ve çıkış gücü şerit genişliğiyle orantılı olarak artmaz, bu nedenle tek bir çipin çıkış gücü son derece sınırlıdır. Çıkış gücünü büyük ölçüde artırmak için dizi teknolojisi ortaya çıkar. Bu teknoloji, aynı alt tabaka üzerinde birden fazla lazer ünitesini entegre eder, böylece her bir ışık yayan ünite yavaş eksen yönünde tek boyutlu bir dizi halinde sıralanır. Optik izolasyon teknolojisi, dizideki her bir ışık yayan üniteyi birbirinden ayırarak, birbirleriyle etkileşime girmemelerini ve çok açıklıklı bir lazer oluşturmalarını sağladığı sürece, entegre ışık yayan ünite sayısını artırarak tüm çipin çıkış gücünü artırabilirsiniz. Bu yarı iletken lazer çipi, yarı iletken lazer çubuğu olarak da bilinen bir yarı iletken lazer dizisi (LDA) çipidir.
Gönderi zamanı: 03-06-2024