新型长波长半导体激光器材料GaInNAs

对新型长波长半导体材料GaInNAs进行了述评.通过材料性质的介绍,表明GaInNA s材料是一种很有前景的长波长半导体材料.同时介绍了目前GaInNAs材料的几种主要制备手段并进行了比较,指出了目前MOCVD生长GaInNAs材料存在的难点.介绍了目前国际上基于GaInNAs材料的长波长VCSEL的器件研究情况.     

高功率980nm垂直腔面发射激光器的温度特性

应变补偿量子阱结构因带宽大、增益高和波长漂移速度低等特点而成为近年来研究的热点.首次介绍了国内980 nm 高功率InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱结构的垂直腔面发射激光器(VCSEL) 变温实验,测得脉冲条件下600 μm直径的器件在10-100℃温度范围内发射波长漂移速度为0.05 nm/K,阈值电流随温度变化呈现先缓慢下降后迅速上升的特性.结合VCSEL反射谱、PL谱和增益峰值波长漂移速度,对器件阈值电流特性进行了合理的分析和解释.连续工作状态下,测试得到器件峰值功率为1 W,根据波长与耗散功率的实验曲线及热阻计算公式,可估算出垂直腔面发射激光器热阻值为10 K/W.     

高功率高光束质量980nm垂直腔底面发射激光器

报道了优化p面电极的高功率高光束质量980nm垂直腔底面发射激光器(VCSEL).采用数学模型对VCSEL的电流密度进行了模拟计算,发现电流密度分布由氧化孔直径和p面电极直径决定.确定氧化孔直径后,优化p面电极直径可以实现电流密度的均匀分布,抑制远场光斑中高阶边模的产生.将p面电极直径优化为580μm,制作的600μm的VCSEL远场发散角从30°减小到15°,优化器件的阈值电流和最高输出功率都略有增加.通过改进器件封装方式后,器件输出功率达到2.01W,激射波长为982.6nm.     

用于空间光互连的850 nm VCSEL 4×4阵列的热场模拟

作为空间光互连系统的发射部分,垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列的热特性直接影响到光互连系统的稳定性。建立了850nm VCSEL 4×4阵列的热场数学模型,并利用有限差分法求解热传导和热扩散方程,得出了在VCSEL单元工作电流为10mA时阵列的热场分布:VCSEL单元有源层温度约为50℃;整个阵列的温度仅为38.65℃。依据此结果制作了850nm 4×4光互连模块,其每通道稳定传输速率达到1Gbit/s。     

Influence of the carrier diffusion process on the transient response of vertical‐cavity surface‐emitting lasers

We investigate the transverse mode dynamics of weakly index‐guided vertical‐cavity surface‐emitting lasers (VCSEL). The turn‐on time of transverse modes are calculated by implementing a model for the VCSEL dynamics including diffusion and transport/capture phenomena. It takes into account the spatial dependence of the two carrier density profiles associated with the confined carriers in the quantum wells, and with the unconfined carriers in the barrier region. Devices of different aperture diameter under different excitation conditions are also studied. The model displays the correct turn‐on time dependence on the injection current density when compared with the experimental data available. We show that the turn‐on time of the modes increases when capture time increases and escape time decreases and also when diffusion increases. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

采用LPC55S69的CO激光气体检测无线传输系统的研制

CO气体作为一种还原剂在工业冶金等场景中广泛应用,对于CO的检测在工业生产、大气监测、中毒预警中是十分重要的。TDLAS技术能够高效准确地检测特定气体浓度,基于TDLAS技术的CO气体检测相较于传统检测方法优势明显。本设计采用LPC55S69作为主控,VCSEL激光器作为核心光源实现TDLAS的CO气体检测。随着检测环境越加复杂,基于现场检测的方法局限性越来越大,本设计还根据需要,设计了检测数据无线加密传输方式。LPC55S69采用128位AES-ECB算法实现数据加密,并通过WIFI(ESP8266)将数据上传至PC端,PC端进行解密后得到待测气体浓度信息。该方法实现的远程数据加密传输大大扩宽了TDLAS型CO气体检测的应用范围并且保证了数据传输的安全性。     

垂直腔面发射激光器DBR结构参数的优化设计

采用光学传递矩阵法 ,研究了生长偏差对分布布拉格反射 (DBR)结构反射特性的影响 ,并探讨了两种DBR结构改进方案。结果表明 ,周期厚度偏差将使DBR反射谱发生较大偏移 ,在相位匹配条件下减小高折射层厚度可以降低DBR吸收损耗、提高反射率 ,反向改变顶层和底层DBR周期厚度可以提高垂直腔面发射激光器边模抑制比     

单模 VCSEL 激光自混合测距精度的提高

单模VCSEL激光自混合测距具有测距精度高、功耗低和结构简单等优点。对单模VCSEI。进行了大频偏的三角波电流调制,应用差频模拟锁相环处理自混合拍频信号,明显减小了拍频信号在三角波拐点处固相位突变、波形周期不等以及波形的调幅干扰和失真等因素造成的影响。实验结果表明,提高了测距精度和动态范围。室温下,在单模VCSEL输出功率0．7mW,波长850nm,调制三角坡的频率1．3kHz,幅度0．4Vrms,采样时间0．1S,散射面为粗糙金属片的条件下,测距范围达到50～500mm,测距精度达到2mm,分辨率优于2mm。     

40Gb/s甚短距离(VSR)光传输技术

电信局内设备连接的增长使人们迫切需要开发低成本的甚短距离(VSR)光传输技术.传统的40Gb/s(STM-2 56/0C-768)接口是为长距离传输设计的,对于传输距离在300m以内的大容量、高速传输场合并不适用,因此有必要寻找一种比现有40Gb/s短距离方案成本低的替代方案.详细介绍了VSR5-1.0协议.     

亚毫安室温连续工作InGaAs垂直腔面发射激光器

报道了ＩｎＧａＡｓ应变量子讲垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）的室温连续工作。在ＭＢＥ生长过程中利用红外高温仪测量了表观衬底热辐射振荡，实现了原位厚度监测；采用阶梯型分布布拉格反射器（ＤＢＲ）及腐蚀倒台面结构，降低了器件串联电阻。对于２×３μｍ２的台面结构ＶＣＳＥＬ，室温连续工作阈值电流一般为１．５ｍＡ，最低达到０．７ｍＡ，阈值电压为２．５伏，输出功率达到０．５ｍＷ，激射波长为０．９４ｕｍ，量子效率为１２％。