Мощные когерентные полупроводниковые лазеры, задающие генераторы — усилители мощности и массивы усилителей

Полупроводниковые оптические источники обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими твердотельными и газовыми лазерными системами, включая компактные размеры, высокий коэффициент полезного действия, высокую надёжность, устойчивость и технологичность изготовления. В результате многие быстро растущие коммерческие и потребительские рынки, включая телекоммуникации, печать и оптическое хранение данных, получили развитие только благодаря внедрению полупроводниковых лазеров. Электроника следующего поколения с высокими эксплуатационными характеристиками потребует полупроводниковых лазеров большей мощности; однако ещё в 1992 году доступные на рынке мощные полупроводниковые лазеры (с непрерывной мощностью свыше 200 мВт) не работали в одной пространственной моде и поэтому не излучали в виде одной дифракционно-ограниченной доли. Последние достижения в проектировании и изготовлении полупроводниковых лазеров привели к созданию мощных дифракционно-ограниченных лазерных источников. Архитектуры, исследовавшиеся для мощных дифракционно-ограниченных полупроводниковых лазеров, можно разделить на три категории: генераторы, генераторы с инжекционной синхронизацией и задающие генераторы — усилители мощности (MOPA). Наиболее высокая мощность при дифракционно-ограниченной работе генераторов была продемонстрирована с использованием антинаправляющих лазерных массивов. Эти устройства обеспечили непрерывную мощность до 0,5 Вт и импульсную мощность 1,5–2,0 Вт при дифракционно-ограниченной диаграмме излучения. К недостаткам антинаправляющих генераторов относятся многомодовый продольный спектр и многолепестковые диаграммы направленности в дальней зоне. Другой перспективной конфигурацией генератора является кольцевой генератор с широкой областью, для которого была продемонстрирована одночастотная импульсная работа при мощности свыше 1 Вт, а также дифракционно-ограниченная однолепестковая работа при импульсной мощности приблизительно 0,5 Вт.