EEL(Edge Emitting Laser) 소개

EEL(Edge Emitting Laser) 소개
고출력 반도체 레이저 출력을 얻기 위해 현재 기술은 에지 방출 구조를 사용하는 것입니다. 에지 방출 반도체 레이저의 공진기는 반도체 결정의 자연 해리 표면으로 구성되며 출력 빔은 레이저의 전단에서 방출됩니다. 에지 방출형 반도체 레이저는 높은 전력 출력을 얻을 수 있지만 그 출력 스폿이 타원형이고 빔 품질이 좋지 않으며 빔 성형 시스템으로 빔 모양을 수정해야 합니다.
다음 다이어그램은 에지 방출 반도체 레이저의 구조를 보여줍니다. EEL의 광공동은 반도체 칩의 표면과 평행하며 반도체 칩의 가장자리에서 레이저를 방출하므로 고출력, 고속, 저소음의 레이저 출력을 구현할 수 있습니다. 그러나 EEL에 의해 출력되는 레이저 빔은 일반적으로 빔 단면이 비대칭이고 각도 발산이 크며 섬유 또는 기타 광학 구성 요소와의 결합 효율이 낮습니다.

EEL 출력 전력의 증가는 활성 영역의 폐열 축적과 반도체 표면의 광학적 손상으로 인해 제한됩니다. 활성 영역의 폐열 축적을 줄이기 위해 도파관 영역을 늘려 방열을 개선하고, 광 출력 영역을 늘려 빔의 광 출력 밀도를 줄여 광 손상을 방지함으로써 최대 수백 밀리와트의 출력 전력을 얻을 수 있습니다. 단일 가로 모드 도파관 구조에서 달성됩니다.
100mm 도파관의 경우 단일 모서리 방출 레이저는 수십 와트의 출력을 달성할 수 있지만 이때 도파관은 칩 평면에서 다중 모드이며 출력 빔 종횡비도 100:1에 도달합니다. 복잡한 빔 성형 시스템이 필요합니다.
재료 기술과 에피택셜 성장 기술에 새로운 돌파구가 없다는 전제 하에 단일 반도체 레이저 칩의 출력을 향상시키는 주요 방법은 칩의 발광 영역의 스트립 폭을 늘리는 것입니다. 그러나 스트립 폭을 너무 높게 늘리면 가로 고차 모드 진동과 필라멘트형 진동이 발생하기 쉬워 광 출력의 균일성이 크게 감소하고 출력 전력이 스트립 폭에 비례하여 증가하지 않으므로 출력 전력은 단일 칩은 극히 제한적입니다. 출력 전력을 크게 향상시키기 위해 어레이 기술이 등장합니다. 이 기술은 여러 개의 레이저 유닛을 동일한 기판에 집적하여 각 발광 유닛이 느린 축 방향으로 1차원 어레이로 정렬되도록 하는 기술입니다. 단, 어레이의 각 발광 유닛을 분리하는 광학 분리 기술을 사용하는 한 , 서로 간섭하지 않도록 다중 조리개 레이저를 형성하고 통합 발광 장치 수를 늘려 칩 전체의 출력 전력을 높일 수 있습니다. 이 반도체 레이저칩은 반도체 레이저바라고도 알려진 반도체 레이저 어레이(LDA) 칩이다.