एज एमिटिंग लेझर (EEL) चा परिचय

एज एमिटिंग लेझर (EEL) चा परिचय
उच्च-शक्तीचे सेमीकंडक्टर लेझर आउटपुट मिळवण्यासाठी, सध्याचे तंत्रज्ञान एज एमिशन स्ट्रक्चरचा वापर करते. एज-एमिटिंग सेमीकंडक्टर लेझरचा रेझोनेटर हा सेमीकंडक्टर क्रिस्टलच्या नैसर्गिक विघटन पृष्ठभागापासून बनलेला असतो आणि आउटपुट बीम लेझरच्या पुढच्या टोकातून उत्सर्जित होतो. एज-एमिशन प्रकारचा सेमीकंडक्टर लेझर उच्च शक्तीचे आउटपुट मिळवू शकतो, परंतु त्याचा आउटपुट स्पॉट लंबवर्तुळाकार असतो, बीमची गुणवत्ता खराब असते आणि बीम शेपिंग सिस्टीमद्वारे बीमचा आकार बदलण्याची आवश्यकता असते.
खालील आकृती एज-एमिटिंग सेमीकंडक्टर लेझरची रचना दर्शवते. EEL ची ऑप्टिकल कॅव्हिटी सेमीकंडक्टर चिपच्या पृष्ठभागाला समांतर असते आणि सेमीकंडक्टर चिपच्या कडेला लेझर उत्सर्जित करते, ज्यामुळे उच्च शक्ती, उच्च वेग आणि कमी आवाजासह लेझर आउटपुट साध्य करता येते. तथापि, EEL द्वारे आउटपुट होणाऱ्या लेझर बीममध्ये सामान्यतः असममित बीम क्रॉस सेक्शन आणि मोठे कोनीय विचलन असते, आणि फायबर किंवा इतर ऑप्टिकल घटकांसोबतची कपलिंग कार्यक्षमता कमी असते.

सक्रिय क्षेत्रात वाया जाणाऱ्या उष्णतेचा संचय आणि सेमीकंडक्टरच्या पृष्ठभागावरील ऑप्टिकल नुकसानीमुळे EEL आउटपुट पॉवरमधील वाढ मर्यादित होते. सक्रिय क्षेत्रातील वाया जाणाऱ्या उष्णतेचा संचय कमी करून उष्णता वहन सुधारण्यासाठी वेव्हगाईडचे क्षेत्रफळ वाढवून, आणि प्रकाश आउटपुट क्षेत्र वाढवून बीमची ऑप्टिकल पॉवर डेन्सिटी कमी करून ऑप्टिकल नुकसान टाळून, सिंगल ट्रान्सव्हर्स मोड वेव्हगाईड संरचनेत काहीशे मिलिवॅट्सपर्यंतची आउटपुट पॉवर मिळवता येते.
१०० मिमी वेव्हगाईडसाठी, एकच एज-एमिटिंग लेझर अनेक वॅट्सची आउटपुट पॉवर मिळवू शकतो, परंतु यावेळी वेव्हगाईड चिपच्या प्लेनवर अत्यंत मल्टी-मोड असतो आणि आउटपुट बीमचे अस्पेक्ट रेशो देखील १००:१ पर्यंत पोहोचतो, ज्यामुळे एका जटिल बीम शेपिंग सिस्टीमची आवश्यकता असते.
मटेरियल टेक्नॉलॉजी आणि एपिटॅक्सियल ग्रोथ टेक्नॉलॉजीमध्ये कोणताही नवीन शोध लागलेला नाही, या गृहितकावर, एका सेमीकंडक्टर लेझर चिपची आउटपुट पॉवर सुधारण्याचा मुख्य मार्ग म्हणजे चिपच्या प्रकाशमान भागाची पट्टीची रुंदी वाढवणे. तथापि, पट्टीची रुंदी खूप जास्त वाढवल्यास ट्रान्सव्हर्स हाय-ऑर्डर मोड ऑसिलेशन आणि फिलामेंटसारखे ऑसिलेशन निर्माण होण्याची शक्यता असते, ज्यामुळे प्रकाश आउटपुटची एकसमानता मोठ्या प्रमाणात कमी होते, आणि आउटपुट पॉवर पट्टीच्या रुंदीच्या प्रमाणात वाढत नाही, त्यामुळे एका चिपची आउटपुट पॉवर अत्यंत मर्यादित असते. आउटपुट पॉवरमध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा करण्यासाठी, अॅरे टेक्नॉलॉजी अस्तित्वात आली. या टेक्नॉलॉजीमध्ये एकाच सबस्ट्रेटवर अनेक लेझर युनिट्स एकत्रित केले जातात, जेणेकरून प्रत्येक प्रकाश-उत्सर्जक युनिट मंद अक्षाच्या दिशेने एका-मितीय अॅरेमध्ये मांडले जाते. जोपर्यंत ऑप्टिकल आयसोलेशन टेक्नॉलॉजी वापरून अॅरेमधील प्रत्येक प्रकाश-उत्सर्जक युनिटला वेगळे केले जाते, जेणेकरून ते एकमेकांमध्ये व्यत्यय आणणार नाहीत, आणि मल्टी-अपर्चर लेझिंग तयार होते, तोपर्यंत एकत्रित प्रकाश-उत्सर्जक युनिट्सची संख्या वाढवून संपूर्ण चिपची आउटपुट पॉवर वाढवता येते. ही सेमीकंडक्टर लेझर चिप एक सेमीकंडक्टर लेझर अॅरे (LDA) चिप आहे, जिला सेमीकंडक्टर लेझर बार असेही म्हणतात.