VCSEL激光器

 VCSEL是一种垂直腔面发射激光器,其概念首次由日本东京工业大学伊贺教授在1977年首次提出,并于1979年使用液相外延技术(LPE)首次制备了InGaAs/InP材料的VCSEL;由于其具有模式好、阈值低、稳定性好、寿命长、调制速率高、集成高、发散角小、耦合效率高、价格便宜等很多优点而被广泛应用,下面本文就给大家着重的介绍下     VCSEL       激光器的相关内容,想要学习的额小伙伴可以随本小编一起来交流下!  

 

 VCSEL发展史

 VCSEL的历史,也是在诸多学者机构的努力下,其性能不断优化的历史,在这几十年的历史中,IGA及其带领的团队起到了不可磨灭的作用,可以堪称IGA教授为VCSEL之父。

 

 随着VCSEL的诸多优点,其应用也越来越广泛。并且为了适合这些应用,VCSEL也朝着多个方向在各自发展,如图1所示,为其主要应用:

 

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 第一个VCSEL刚问世时,其各个方面的性能并没有很大的优越性,结构如图2。它是使用液相外延技术(LPE)实现InGaAs/InP材料的VCSEL。需要在77K的温度下才能工作,发射方式为脉冲激射,中心波长为1.18um,阈值电流为900mA。

 

 由于目前VCSEL最主要应用在光传输方面,基于1979年Soda等人的VCSEL为开端,VCSEL的发展,主要经历了2个阶段:

 

    第一阶段   :从VCSEL诞生到20世纪末,蛮荒发展阶段。
在这个阶段,各个组织机构都提出以及尝试了各种不同结构类型的VCSEL,最终氧化物限制型VCSEL由于其诸多优点而胜出。

 为了增加反射率,1985年Iga等人用50层的GaInAsP/InP异质结充当布拉格反射镜,其在1.42um下的反射率可以达到82%,采用此结构的VCSEL阈值电流液氮温度下可以降低到120mA。

 

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第二阶段:逐渐发展成熟阶段及优化阶段。
由于氧化物限制型的VCSEL具有低阈值电流等很多优点,这种结构的VCSEL被很快运用到了光通信中。

 1996年,K.L.Lear等人在前人的基础上经过优化,报道了3dB调制带宽达到16.3GHz的波长970nm氧化物限制型VCSEL。调制响应曲线如图7、图8所示:

 

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图8 布拉格反射镜氧化物限制型VCSEL

 第二年,Lear等人又实现了中心波长在850nm的20GHz调制频率的VCSLE。并且实现了12Gb/s的大信号调制速率,误码率低至10。

 

本文摘自:贝耐特光学

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