Įvadas į kraštinį spinduliuojantį lazerį (EEL)

Įvadas į kraštinį spinduliuojantį lazerį (EEL)
Norint gauti didelės galios puslaidininkinio lazerio išvestį, dabartinė technologija yra kraštinės emisijos struktūros naudojimas. Kraštinės emisijos puslaidininkinio lazerio rezonatorius sudarytas iš natūralaus puslaidininkinio kristalo disociacijos paviršiaus, o išėjimo spindulys skleidžiamas iš lazerio priekinio galo. Kraštinės emisijos tipo puslaidininkinis lazeris gali pasiekti didelę galią, tačiau jo išėjimo taškas yra elipsinis, spindulio kokybė prasta, o spindulio formą reikia modifikuoti spindulio formavimo sistema.
Šioje diagramoje parodyta kraštinio spinduliavimo puslaidininkinio lazerio struktūra. EEL optinė ertmė yra lygiagreti puslaidininkinio lusto paviršiui ir skleidžia lazerio spindulį puslaidininkinio lusto krašte, todėl lazerio spindulys gali būti generuojamas didele galia, dideliu greičiu ir mažu triukšmu. Tačiau EEL lazerio spindulys paprastai turi asimetrinį spindulio skerspjūvį ir didelį kampinį sklaidą, o sujungimo su šviesolaidžiu ar kitais optiniais komponentais efektyvumas yra mažas.

EEL išėjimo galios padidėjimą riboja šilumos kaupimasis aktyviojoje srityje ir optiniai puslaidininkio paviršiaus pažeidimai. Padidinus bangolaidžio plotą, siekiant sumažinti šilumos kaupimąsi aktyviojoje srityje ir pagerinti šilumos išsklaidymą, padidinus šviesos išėjimo plotą, siekiant sumažinti spindulio optinį galios tankį ir išvengti optinių pažeidimų, vienos skersinės modos bangolaidžio struktūroje galima pasiekti iki kelių šimtų milivatų išėjimo galią.
100 mm bangolaidžio atveju vienas kraštinis lazeris gali pasiekti dešimčių vatų išėjimo galią, tačiau šiuo metu bangolaidis lusto plokštumoje yra labai daugiamodis, o išėjimo spindulio kraštinių santykis taip pat siekia 100:1, todėl reikia sudėtingos spindulio formavimo sistemos.
Remiantis prielaida, kad medžiagų technologijose ir epitaksinio augimo technologijose nėra jokių naujų proveržių, pagrindinis būdas pagerinti vieno puslaidininkinio lazerio lusto išėjimo galią yra padidinti lusto šviesos srities juostelės plotį. Tačiau per didelis juostelės pločio padidinimas lengvai sukelia skersinius aukšto režimo virpesius ir gijinius virpesius, o tai labai sumažina šviesos išėjimo vienodumą, o išėjimo galia nedidėja proporcingai juostelės pločiui, todėl vieno lusto išėjimo galia yra labai ribota. Siekiant žymiai pagerinti išėjimo galią, atsiranda matricų technologija. Technologija integruoja kelis lazerinius įrenginius ant to paties pagrindo, kad kiekvienas šviesą skleidžiantis įrenginys būtų išdėstytas kaip vienmatis masyvas lėtosios ašies kryptimi, jei tik naudojama optinės izoliacijos technologija, skirta atskirti kiekvieną šviesą skleidžiantį įrenginį masyve, kad jie netrukdytų vienas kitam, sudarant daugiaapertūrį lazerį, galima padidinti viso lusto išėjimo galią padidinant integruotų šviesą skleidžiančių įrenginių skaičių. Šis puslaidininkinis lazerinis lustas yra puslaidininkinių lazerių matricos (LDA) lustas, dar žinomas kaip puslaidininkinis lazerio strypas.