Ievads malu izstarojošajā lāzerā (EEL)

Ievads malu izstarojošajā lāzerā (EEL)
Lai iegūtu augstas jaudas pusvadītāju lāzera starojumu, pašreizējā tehnoloģija ir izmantot malas emisijas struktūru. Malas emisijas pusvadītāju lāzera rezonators sastāv no pusvadītāju kristāla dabiskās disociācijas virsmas, un izejas stars tiek izstarots no lāzera priekšējā gala. Malas emisijas tipa pusvadītāju lāzers var sasniegt lielu jaudu, taču tā izejas punkts ir eliptisks, stara kvalitāte ir slikta, un stara forma ir jāmaina ar stara veidošanas sistēmu.
Šajā diagrammā parādīta malu izstarojoša pusvadītāju lāzera struktūra. EEL optiskā rezonatora dobums ir paralēls pusvadītāju mikroshēmas virsmai un izstaro lāzeru pusvadītāju mikroshēmas malā, kas var nodrošināt lāzera staru ar lielu jaudu, lielu ātrumu un zemu trokšņa līmeni. Tomēr EEL lāzera staram parasti ir asimetrisks stara šķērsgriezums un liela leņķiskā novirze, un savienojuma efektivitāte ar šķiedru vai citiem optiskajiem komponentiem ir zema.

EEL izejas jaudas palielināšanos ierobežo siltuma zudumu uzkrāšanās aktīvajā apgabalā un optiskie bojājumi uz pusvadītāju virsmas. Palielinot viļņvada laukumu, lai samazinātu siltuma zudumu uzkrāšanos aktīvajā apgabalā un uzlabotu siltuma izkliedi, palielinot gaismas izejas laukumu, lai samazinātu staru kūļa optisko jaudas blīvumu un izvairītos no optiskiem bojājumiem, vienas šķērsvirziena viļņvada struktūrā var sasniegt izejas jaudu līdz pat vairākiem simtiem milivatu.
100 mm viļņvadam viena malas izstarojoša lāzera izejas jauda var sasniegt desmitiem vatu, taču šajā laikā viļņvads mikroshēmas plaknē ir ļoti daudzrežīmu, un izejas stara malu attiecība sasniedz arī 100:1, kam nepieciešama sarežģīta stara veidošanas sistēma.
Pamatojoties uz pieņēmumu, ka materiālu tehnoloģijā un epitaksiālās augšanas tehnoloģijā nav jaunu izrāvienu, galvenais veids, kā uzlabot viena pusvadītāju lāzera mikroshēmas izejas jaudu, ir palielināt mikroshēmas gaismas apgabala sloksnes platumu. Tomēr, pārāk palielinot sloksnes platumu, ir viegli radīt šķērsvirziena augstas kārtas režīma svārstības un pavedienveida svārstības, kas ievērojami samazina gaismas izejas vienmērīgumu, un izejas jauda nepalielinās proporcionāli sloksnes platumam, tāpēc viena mikroshēmas izejas jauda ir ārkārtīgi ierobežota. Lai ievērojami uzlabotu izejas jaudu, rodas masīvu tehnoloģija. Tehnoloģija integrē vairākas lāzera vienības uz viena substrāta, lai katra gaismu emitējošā vienība būtu izvietota kā viendimensiju masīvs lēnās ass virzienā, ja vien tiek izmantota optiskās izolācijas tehnoloģija, lai atdalītu katru gaismu emitējošo vienību masīvā, lai tās netraucētu viena otrai, veidojot vairāku apertūru lāzeru, var palielināt visas mikroshēmas izejas jaudu, palielinot integrēto gaismu emitējošo vienību skaitu. Šī pusvadītāju lāzera mikroshēma ir pusvadītāju lāzera masīva (LDA) mikroshēma, kas pazīstama arī kā pusvadītāju lāzera stienis.