Introduction au laser à émission de bord (EEL)

Introduction au laser à émission de bord (EEL)
Afin d’obtenir une sortie laser à semi-conducteur de haute puissance, la technologie actuelle consiste à utiliser une structure d’émission de bord. Le résonateur du laser à semi-conducteur à émission de bord est composé de la surface de dissociation naturelle du cristal semi-conducteur et le faisceau de sortie est émis par l'extrémité avant du laser. Le laser à semi-conducteur de type à émission de bord peut atteindre une puissance de sortie élevée, mais son le spot de sortie est elliptique, la qualité du faisceau est médiocre et la forme du faisceau doit être modifiée avec un système de mise en forme du faisceau.
Le diagramme suivant montre la structure du laser à semi-conducteur à émission par les bords. La cavité optique d'EEL est parallèle à la surface de la puce semi-conductrice et émet un laser au bord de la puce semi-conductrice, ce qui permet de réaliser une sortie laser avec une puissance élevée, une vitesse élevée et un faible bruit. Cependant, le faisceau laser émis par EEL présente généralement une section transversale de faisceau asymétrique et une grande divergence angulaire, et l'efficacité de couplage avec la fibre ou d'autres composants optiques est faible.

L'augmentation de la puissance de sortie EEL est limitée par l'accumulation de chaleur perdue dans la région active et par les dommages optiques sur la surface du semi-conducteur. En augmentant la zone du guide d'ondes pour réduire l'accumulation de chaleur perdue dans la région active afin d'améliorer la dissipation thermique, en augmentant la zone de sortie lumineuse pour réduire la densité de puissance optique du faisceau afin d'éviter les dommages optiques, la puissance de sortie pouvant atteindre plusieurs centaines de milliwatts peut être obtenu dans la structure de guide d'ondes à mode transversal unique.
Pour le guide d'ondes de 100 mm, un seul laser à émission latérale peut atteindre des dizaines de watts de puissance de sortie, mais à l'heure actuelle, le guide d'ondes est hautement multimode sur le plan de la puce et le rapport d'aspect du faisceau de sortie atteint également 100 : 1. nécessitant un système de mise en forme de faisceau complexe.
En partant du principe qu'il n'y a pas de nouvelle percée dans la technologie des matériaux et la technologie de croissance épitaxiale, le principal moyen d'améliorer la puissance de sortie d'une seule puce laser à semi-conducteur est d'augmenter la largeur de bande de la région lumineuse de la puce. Cependant, une augmentation trop élevée de la largeur de la bande est facile à produire une oscillation transversale en mode d'ordre élevé et une oscillation semblable à un filament, ce qui réduira considérablement l'uniformité du flux lumineux, et la puissance de sortie n'augmente pas proportionnellement à la largeur de la bande, donc la puissance de sortie de une seule puce est extrêmement limitée. Afin d'améliorer considérablement la puissance de sortie, la technologie des matrices voit le jour. La technologie intègre plusieurs unités laser sur le même substrat, de sorte que chaque unité électroluminescente soit alignée comme un réseau unidimensionnel dans la direction de l'axe lent, à condition que la technologie d'isolation optique soit utilisée pour séparer chaque unité électroluminescente du réseau. , afin qu'ils n'interfèrent pas les uns avec les autres, formant un laser à plusieurs ouvertures, vous pouvez augmenter la puissance de sortie de l'ensemble de la puce en augmentant le nombre d'unités électroluminescentes intégrées. Cette puce laser à semi-conducteur est une puce à réseau laser à semi-conducteur (LDA), également connue sous le nom de barre laser à semi-conducteur.