Pengantar Laser Pemancar Tepi (EEL)

Pengantar Laser Pemancar Tepi (EEL)
Untuk mendapatkan keluaran laser semikonduktor berdaya tinggi, teknologi yang digunakan saat ini adalah menggunakan struktur emisi tepi. Resonator laser semikonduktor pemancar tepi terdiri dari permukaan disosiasi alami kristal semikonduktor, dan berkas keluaran dipancarkan dari ujung depan laser. Laser semikonduktor tipe emisi tepi dapat mencapai keluaran daya tinggi, tetapi titik keluarannya berbentuk elips, kualitas berkasnya buruk, dan bentuk berkas perlu dimodifikasi dengan sistem pembentuk berkas.
Diagram berikut menunjukkan struktur laser semikonduktor pemancar tepi. Rongga optik EEL sejajar dengan permukaan chip semikonduktor dan memancarkan laser di tepi chip semikonduktor, yang dapat menghasilkan keluaran laser dengan daya tinggi, kecepatan tinggi, dan derau rendah. Namun, keluaran sinar laser EEL umumnya memiliki penampang berkas asimetris dan divergensi sudut yang besar, serta efisiensi kopling dengan serat optik atau komponen optik lainnya rendah.

Peningkatan daya keluaran EEL dibatasi oleh akumulasi panas buang di daerah aktif dan kerusakan optik pada permukaan semikonduktor. Dengan meningkatkan luas pandu gelombang untuk mengurangi akumulasi panas buang di daerah aktif guna meningkatkan disipasi panas, meningkatkan luas keluaran cahaya untuk mengurangi kerapatan daya optik berkas guna menghindari kerusakan optik, daya keluaran hingga beberapa ratus miliwatt dapat dicapai dalam struktur pandu gelombang mode transversal tunggal.
Untuk pemandu gelombang 100 mm, laser pemancar tepi tunggal dapat mencapai daya keluaran puluhan watt, tetapi saat ini pemandu gelombang sangat multi-mode pada bidang chip, dan rasio aspek berkas keluaran juga mencapai 100:1, yang memerlukan sistem pembentukan berkas yang kompleks.
Dengan asumsi belum ada terobosan baru dalam teknologi material dan teknologi pertumbuhan epitaksial, cara utama untuk meningkatkan daya keluaran satu chip laser semikonduktor adalah dengan meningkatkan lebar strip daerah bercahaya chip. Namun, meningkatkan lebar strip terlalu tinggi dapat dengan mudah menghasilkan osilasi mode orde tinggi transversal dan osilasi seperti filamen, yang akan sangat mengurangi keseragaman keluaran cahaya. Daya keluaran tidak meningkat secara proporsional dengan lebar strip, sehingga daya keluaran satu chip menjadi sangat terbatas. Untuk meningkatkan daya keluaran secara signifikan, teknologi larik muncul. Teknologi ini mengintegrasikan beberapa unit laser pada substrat yang sama, sehingga setiap unit pemancar cahaya tersusun sebagai larik satu dimensi dalam arah sumbu lambat. Selama teknologi isolasi optik digunakan untuk memisahkan setiap unit pemancar cahaya dalam larik, sehingga tidak saling mengganggu, membentuk laser multi-apertur, daya keluaran seluruh chip dapat ditingkatkan dengan menambah jumlah unit pemancar cahaya terintegrasi. Chip laser semikonduktor ini adalah chip susunan laser semikonduktor (LDA), yang juga dikenal sebagai batang laser semikonduktor.