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半導(dǎo)體激光器

垂直腔面發(fā)射激光器簡介(二)

星之球激光 來源:佳工機(jī)電網(wǎng)2013-03-16 我要評論(0 )   

VCSEL 的優(yōu)勢 VCSEL 技術(shù)提供的諸多優(yōu)勢可以歸納為以下幾點(diǎn): 1. 波長穩(wěn)定性:在一個 VCSEL 激射波長非常穩(wěn)定,因?yàn)樗怯啥唐冢?1--1.5 波長厚)法布里 - 珀羅腔固定。...

        VCSEL的優(yōu)勢

 

  VCSEL技術(shù)提供的諸多優(yōu)勢可以歸納為以下幾點(diǎn):

 

  1.波長穩(wěn)定性:在一個VCSEL激射波長非常穩(wěn)定,因?yàn)樗怯啥唐冢?/span>1--1.5波長厚)法布里 - 珀羅腔固定。邊緣發(fā)射器相反,VCSEL的只能運(yùn)行在一個單一的縱向模式。

 

  2.波長均勻性和譜寬:生長技術(shù)改善了不到一個腔波長為2nm的標(biāo)準(zhǔn)偏差,這樣的VCSEL 3“晶圓生產(chǎn)。這允許制造的VCSEL 2 - D數(shù)組數(shù)組的元素(<1nm的全寬半高譜寬)之間的小波長變化。相比之下,邊發(fā)射欄棧遭受顯著波長的變化,從酒吧吧,因?yàn)闆]有內(nèi)在機(jī)制,以穩(wěn)定的波長,在很寬的譜寬(3--5nmFWHM),。

 

  3.波長的溫度靈敏度:在VCSEL的發(fā)射波長不敏感的溫度變化比邊緣發(fā)射器?5倍。原因是在VCSEL的激光波長是由單縱模腔的光學(xué)厚度和定義,這種光學(xué)厚度與溫度的關(guān)系是最小的(腔的折射率和物理厚度有一個微弱的依賴溫度)。另一方面,在邊緣發(fā)射器的激光波長被定義為峰值增益波長,其中有一個對溫度的依賴性更強(qiáng)。因此,高功率陣列(加熱和溫度梯度,可以顯著)的譜線寬度是VCSEL陣列窄于邊緣發(fā)射陣列(酒吧堆棧)。此外,超過20℃的溫度變化,在VCSEL的發(fā)射波長會有所不同(7nm邊緣發(fā)射器相比)小于#p#分頁標(biāo)題#e#1.4nm。

 

        4.高溫作業(yè)(泵的chillerless操作):由于VCSEL的可以可靠地工作在溫度高達(dá)80℃,就可以操作無需冷藏。因此,冷卻系統(tǒng)就變得非常小,堅(jiān)固耐用,這種方法移植。

 

  5. 單位面積高功率:邊緣發(fā)射器提供最多約500W/cm2,而VCSEL的提供1200W /平方厘米,在不久的將來可以提供2 - 4KW /平方厘米。

 

  6.光束質(zhì)量:垂直腔面發(fā)射激光器發(fā)出通告束。通過適當(dāng)?shù)那辉O(shè)計(jì)的VCSEL也可以在一個單一的橫向模式(圓形高斯)發(fā)出。這種簡支梁結(jié)構(gòu),大大降低了耦合/光束整形光學(xué)(邊緣發(fā)射器相比)的復(fù)雜性和成本,提高了耦合效率光纖或輸送介質(zhì)。這一直是在低功耗市場的VCSEL技術(shù)的關(guān)鍵賣點(diǎn)。

 

  7.可靠性:由于VCSEL的不受災(zāi)難性的光學(xué)損傷(COD),其可靠性比邊緣發(fā)射器高得多。典型的擬合值的VCSEL(一億美元的設(shè)備出現(xiàn)故障)<10。

 

  8.Manufacturabilty和產(chǎn)量:可生產(chǎn)的VCSEL已經(jīng)為這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵賣點(diǎn)。由于復(fù)雜的制造工藝和COD(災(zāi)難性的光損傷),邊緣發(fā)射器有一個低收益率(邊緣發(fā)射980納米泵的芯片制造商相關(guān)的可靠性問題,通常只得到#p#分頁標(biāo)題#e#2“晶圓-500芯片)。另一方面,對VCSEL的收益率超過90%(相當(dāng)于5000大功率芯片從2英寸晶圓)。事實(shí)上,由于其平面屬性,VCSEL的制造標(biāo)準(zhǔn)的IC芯片處理相同。

 

  9.可擴(kuò)展性:對于高功率應(yīng)用中,一個關(guān)鍵的VCSEL優(yōu)勢是,他們可以直接加工成單片的2 - D陣列,而這不是邊緣發(fā)射器(可能只有一維的單片陣列)的可能。此外,一個復(fù)雜的熱效率低下的安裝計(jì)劃是需要安裝在棧邊發(fā)射極棒。

 

  10.包裝和散熱:安裝的大型高功率VCSEL 2 - D的一個“結(jié)點(diǎn)”配置陣列很簡單(類似微處理器包裝),熱搬遷過程中非常有效的,因?yàn)闊岜闅v砷化鋁鎵材料只有幾微米。已被證明5毫米的2 - D VCSEL陣列的5mm x <0.16K / W的創(chuàng)紀(jì)錄的熱阻抗。

 

  11.成本:隨著簡單加工和散熱技術(shù),它比同等的邊緣發(fā)射的酒吧棧封裝的2 - D VCSEL陣列變得更加容易。建立現(xiàn)有硅業(yè)的散熱技術(shù),可用于非常高功率陣列的散熱。這將顯著降低高功率模塊的成本。目前,激光棒的成本是DPSS激光器顯性成本。

 

 

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