Ⅰ. ¿Qué es VCSEL?
El láser de emisión de superficie de cavidad vertical (VCSEL, o láser de emisión de superficie de cavidad vertical) es un semiconductor cuyo láser se emite perpendicular a la superficie superior. Se diferencia del láser de borde, que emite el láser desde el borde.
VCSEL es un innovador dispositivo emisor de luz en comunicaciones ópticas, así como una nueva forma de tecnología optoelectrónica con enormes perspectivas de desarrollo. El láser emisor de borde emite en una dirección paralela a la superficie del sustrato y perpendicular a la superficie de escisión, mientras que el láser emisor de superficie emite en una dirección perpendicular a la superficie del sustrato, como se indica en la figura adjunta:
Sus ventajas sobre los láseres que emiten bordes incluyen: fácil integración planar y optoelectrónica bidimensional; los haces circulares son fáciles de lograr un acoplamiento efectivo con fibras ópticas; y los haces circulares son fáciles de lograr un acoplamiento efectivo con fibras ópticas. Es posible crear una modulación de alta velocidad, que se puede utilizar en sistemas de comunicación de fibra óptica de alta velocidad y larga distancia. activo El tamaño del área es extremadamente pequeño, lo que permite una alta densidad de empaque y un umbral de corriente bajo; no se requiere escisión después del crecimiento del chip, lo que permite realizar pruebas en el chip; opera en un único modo longitudinal en un amplio rango de temperatura y corriente; y es económico.
El excelente desempeño de VCSEL ha provocado una alarma considerable y lo ha convertido en un punto de investigación global. Los VCSEL han avanzado significativamente en estructura, materiales, longitud de onda y dominios de aplicación durante los últimos diez años, y varios dispositivos han llegado al mercado.
Ⅱ. Estructura básica de VCSEL
La estructura de VCSEL se muestra en el siguiente gráfico. Se compone de reflectores de Bragg distribuidos (DBR) que se desarrollan alternativamente con materiales dieléctricos de alto y bajo índice de refracción para formar un crecimiento continuo de regiones activas de pozos cuánticos únicos o múltiples. Para obtener la mayor eficiencia de radiación estimulada y entrar en el campo oscilante, normalmente se disponen 35 pozos cuánticos hacia el máximo del campo de onda estacionaria. El rayo láser sale desde la ventana transparente en la parte superior y se recubre una capa de metal en la parte inferior para mejorar la retroalimentación óptica del DBR que se encuentra debajo.
Continuará...
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