Ⅰ. O que é VCSEL?
O Laser Emissor de Superfície de Cavidade Vertical (VCSEL, ou Laser Emissor de Superfície de Cavidade Vertical) é um semicondutor cujo laser é emitido perpendicularmente à superfície superior. É diferente de um laser disparado pela borda, que emite o laser pela borda.
VCSEL é um dispositivo emissor de luz inovador em comunicações ópticas, bem como uma nova forma de tecnologia optoeletrônica com enormes perspectivas de desenvolvimento. O laser emissor de borda emite em uma direção paralela à superfície do substrato e perpendicular à superfície de clivagem, enquanto o laser emissor de superfície emite em uma direção perpendicular à superfície do substrato, conforme indicado na figura anexa:
Suas vantagens sobre os lasers emissores de borda incluem: fácil integração planar bidimensional e optoeletrônica; feixes circulares são fáceis de obter acoplamento eficaz com fibras ópticas; e feixes circulares são fáceis de obter acoplamento eficaz com fibras ópticas. É possível criar modulação de alta velocidade, que pode ser usada em sistemas de comunicação de fibra óptica de longa distância e alta velocidade. ativo O tamanho da área é extremamente pequeno, permitindo alta densidade de empacotamento e baixo limiar de corrente; nenhuma clivagem é necessária após o crescimento do chip, permitindo testes no chip; opera em um único modo longitudinal em uma ampla faixa de temperatura e corrente; e é barato.
O excelente desempenho do VCSEL provocou um alarme considerável e transformou-o num hotspot de investigação global. Os VCSELs avançaram significativamente em estrutura, materiais, comprimento de onda e domínios de aplicação nos últimos dez anos, e vários dispositivos chegaram ao mercado.
Ⅱ. Estrutura Básica do VCSEL
A estrutura do VCSEL está representada no gráfico abaixo. É composto por refletores de Bragg distribuídos (DBR) que são desenvolvidos alternadamente com materiais dielétricos de alto e baixo índice de refração para formar o crescimento contínuo de regiões ativas de poços quânticos simples ou múltiplas. Para obter a maior eficiência de radiação estimulada e entrar no campo oscilante, 35 poços quânticos são normalmente dispostos em direção ao máximo do campo de onda estacionária. O feixe de laser é emitido pela janela transparente na parte superior e uma camada de metal é revestida na parte inferior para melhorar o feedback óptico do DBR abaixo.
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