Kenardan Emisyon Yapan Lazer (EEL) Hakkında Giriş
Yüksek güçlü yarı iletken lazer çıkışı 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 tip yarı iletken lazer yüksek güç çıkışı sağlayabilir, ancak çıkış noktası elips şeklindedir, ışın kalitesi düşüktür ve ışın şeklinin bir ışın şekillendirme sistemi ile değiştirilmesi gerekir.
Aşağıdaki diyagram, kenardan ışın yayan yarı iletken lazerin yapısını göstermektedir. EEL'nin optik boşluğu, yarı iletken çipin yüzeyine paraleldir ve yarı iletken çipin kenarında lazer ışını yayar; bu da yüksek güç, yüksek hız ve düşük gürültüye sahip lazer çıkışı sağlayabilir. Bununla birlikte, EEL tarafından üretilen lazer ışını genellikle asimetrik ışın kesitine ve büyük açısal sapmaya sahiptir ve fiber veya diğer optik bileşenlerle bağlantı verimliliği düşüktür.
EEL çıkış gücündeki artış, aktif bölgede biriken atık ısı ve yarı iletken yüzeyindeki optik hasar nedeniyle sınırlıdır. Aktif bölgedeki atık ısı birikimini azaltmak ve ısı dağılımını iyileştirmek için dalga kılavuzu alanını artırarak, optik hasarı önlemek için ışın demetinin optik güç yoğunluğunu azaltmak amacıyla ışık çıkış alanını artırarak, tek enine modlu dalga kılavuzu yapısında birkaç yüz milivat'a kadar çıkış gücü elde edilebilir.
100 mm'lik dalga kılavuzu için, tek bir kenardan yayılan lazer onlarca watt çıkış gücü elde edebilir, ancak bu durumda dalga kılavuzu çip düzleminde oldukça çok modludur ve çıkış ışınının 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 ana yolu, çipin ışık yayan bölgesinin şerit genişliğini artırmaktır. Bununla birlikte, şerit genişliğinin çok fazla artırılması, enine yüksek dereceli mod salınımı ve filament benzeri salınım üretmeyi kolaylaştırır; bu da ışık çıkışının homojenliğini 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, birden fazla lazer ünitesini aynı alt tabakaya entegre eder, böylece her ışık yayan ünite yavaş eksen yönünde tek boyutlu bir dizi olarak sıralanır; dizideki her ışık yayan üniteyi ayırmak için optik izolasyon teknolojisi kullanıldığı sürece, birbirleriyle etkileşime girmemeleri sağlanır ve çok açıklıklı lazerleme oluşturulur; böylece entegre ışık yayan ünite sayısını artırarak tüm çipin çıkış gücü artırılabilir. Bu yarı iletken lazer çipi, yarı iletken lazer dizisi (LDA) çipi veya diğer adıyla yarı iletken lazer çubuğudur.
Yayın tarihi: 03-06-2024