एज एमिटिंग लेजर (ईईएल) का परिचय

एज एमिटिंग लेजर (ईईएल) का परिचय
उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर आउटपुट प्राप्त करने के लिए, वर्तमान तकनीक में एज एमिशन संरचना का उपयोग किया जाता है। एज-एमिटिंग सेमीकंडक्टर लेजर का रेज़ोनेटर सेमीकंडक्टर क्रिस्टल की प्राकृतिक विखंडन सतह से बना होता है, और आउटपुट बीम लेजर के अग्र भाग से उत्सर्जित होता है। एज-एमिशन प्रकार का सेमीकंडक्टर लेजर उच्च शक्ति आउटपुट प्राप्त कर सकता है, लेकिन इसका आउटपुट स्पॉट अंडाकार होता है, बीम की गुणवत्ता खराब होती है, और बीम के आकार को बीम शेपिंग सिस्टम द्वारा संशोधित करने की आवश्यकता होती है।
नीचे दिया गया आरेख एज-एमिटिंग सेमीकंडक्टर लेजर की संरचना दर्शाता है। ईईएल की ऑप्टिकल कैविटी सेमीकंडक्टर चिप की सतह के समानांतर होती है और सेमीकंडक्टर चिप के किनारे पर लेजर उत्सर्जित करती है, जिससे उच्च शक्ति, उच्च गति और कम शोर वाला लेजर आउटपुट प्राप्त किया जा सकता है। हालांकि, ईईएल द्वारा उत्सर्जित लेजर बीम में आमतौर पर असममित बीम क्रॉस सेक्शन और बड़ा कोणीय विचलन होता है, और फाइबर या अन्य ऑप्टिकल घटकों के साथ इसकी युग्मन क्षमता कम होती है।

सक्रिय क्षेत्र में अपशिष्ट ऊष्मा संचय और अर्धचालक सतह पर प्रकाशीय क्षति के कारण ईईएल आउटपुट पावर में वृद्धि सीमित है। सक्रिय क्षेत्र में अपशिष्ट ऊष्मा संचय को कम करने और ऊष्मा अपव्यय को बेहतर बनाने के लिए वेवगाइड क्षेत्र को बढ़ाकर, और प्रकाश आउटपुट क्षेत्र को बढ़ाकर बीम की प्रकाशीय शक्ति घनत्व को कम करके प्रकाशीय क्षति से बचा जा सकता है। एकल अनुप्रस्थ मोड वेवगाइड संरचना में कई सौ मिलीवाट तक की आउटपुट पावर प्राप्त की जा सकती है।
100 मिमी वेवगाइड के लिए, एक एकल एज-एमिटिंग लेजर दसियों वाट की आउटपुट शक्ति प्राप्त कर सकता है, लेकिन इस समय वेवगाइड चिप के तल पर अत्यधिक मल्टी-मोड होता है, और आउटपुट बीम का पहलू अनुपात भी 100:1 तक पहुंच जाता है, जिसके लिए एक जटिल बीम शेपिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है।
यदि भौतिक प्रौद्योगिकी और एपिटैक्सियल वृद्धि प्रौद्योगिकी में कोई नई प्रगति नहीं हुई है, तो एकल अर्धचालक लेजर चिप की उत्पादन क्षमता को बढ़ाने का मुख्य तरीका चिप के प्रकाशमान क्षेत्र की पट्टी की चौड़ाई बढ़ाना है। हालांकि, पट्टी की चौड़ाई को बहुत अधिक बढ़ाने से अनुप्रस्थ उच्च-क्रम मोड दोलन और तंतुमय दोलन उत्पन्न हो सकते हैं, जिससे प्रकाश उत्पादन की एकरूपता काफी कम हो जाती है, और उत्पादन क्षमता पट्टी की चौड़ाई के अनुपात में नहीं बढ़ती है, इसलिए एकल चिप की उत्पादन क्षमता अत्यंत सीमित है। उत्पादन क्षमता को काफी हद तक बढ़ाने के लिए, ऐरे तकनीक का विकास हुआ। यह तकनीक एक ही सब्सट्रेट पर कई लेजर इकाइयों को एकीकृत करती है, जिससे प्रत्येक प्रकाश उत्सर्जक इकाई धीमी अक्ष दिशा में एक आयामी ऐरे के रूप में पंक्तिबद्ध होती है। जब तक ऐरे में प्रत्येक प्रकाश उत्सर्जक इकाई को अलग करने के लिए ऑप्टिकल पृथक्करण तकनीक का उपयोग किया जाता है, ताकि वे एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें, जिससे बहु-एपर्चर लेजरिंग का निर्माण होता है, तब तक एकीकृत प्रकाश उत्सर्जक इकाइयों की संख्या बढ़ाकर पूरी चिप की उत्पादन क्षमता को बढ़ाया जा सकता है। यह सेमीकंडक्टर लेजर चिप एक सेमीकंडक्टर लेजर ऐरे (एलडीए) चिप है, जिसे सेमीकंडक्टर लेजर बार के नाम से भी जाना जाता है।