垂直腔面发射激光器和CMOS电路的倒装晶片粘合

为了光电子器件和互补金属氧化物半导体（ＣＭＯＳ）电路的进一步集成,贝尔实验室－朗讯技术公司的研究人员已演示他们称为能实现每激光器每秒千兆比特性能的第一个倒装晶片粘合ＣＭＯＳ／垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）列阵。研究人员把他们以前的砷化镓多量子阱调制列阵的倒装晶片粘合到ＣＭＯＳ电路上。实验器件是在９７０ｎｍ波长工作的２×１０底部垂直腔面发射激光列阵,９７０ｎｍ波长可透过Ⅲ－Ⅴ族衬底。试验证明,室温时激光器的阈值电压为１．４～１．５Ｖ,阈值电流为０．９～１．０ｍＡ,两者都在商品化ＣＭＯＳ器件的驱动…     

长波长垂直腔面发射激光器

给出了长波长垂直腔面发射激光器的器件结构的发展现状，同时对GaInNAs／GaAs垂直腔面发射激光器进行了详细的介绍。最后，给出了所设计的新型1.3μm GaInNAs/GaAs长波长垂直外腔面发射半导体激光器的结构设计，有源区量子阱由980nm半导体激光二极管进行泵浦。这种器件设计实现了激光二极管泵浦与长波长垂直腔面发射激光器的有机结合，同时具有两者的优点。此外，本文还对器件的阈值特性和光输出功率进行了理论计算。     

发射蓝光的光泵InGaN垂直腔面发射激光器

在１９９９年５月举行的激光电光学会议（巴尔的摩）的逾期论文中,日本东京大学和德国维尔兹堡大学的研究人员报导了室温下从光泵垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）二维列阵中获得蓝光发射（３９９ｎｍ波长）的成果。这种器件的列阵可望大大降低高密度光学存储器的读出时间。列阵中每一柱形氮化铟镓垂直腔面发射激光器的直径为１８μｍ,器件的间距为２２μｍ。这种激光器用氮激光抽运的３Ｈｚ重复频率染料激光器的３６７ｎｍ波长抽运,激光器的阈值抽运能量为１０ｍＪ／ｃｍ２或片载流子密度为２～４×１０１２ｃｍ２。该器件以多层结构形…     

表面发射半导体激光器的进展

平行光电子技术急需二维半导体激光器列阵作为光源。采用表面发射半导体激光器,可制作单片集成的二维列阵。垂直腔表面发射激光器,因其可自由排列和密集封装而特别引人注目。本文评述表面发射半导体激光器及其单片集成的二维列阵的进展。     

垂直腔面发射激光器在无线激光通信中的应用研究

在光纤通信中广泛应用的垂直腔面发射激光器,以其单模特性好、阈值电流低、调制速率高等特点备受人们青睐,而在无线激光通信中的应用鲜有报导。本文从垂直腔面发射激光器的结构特点出发,分析了它的技术优势及技术发展趋势,探讨了垂直腔面发射激光器可在无线激光通信中获得应用的原因。采用VCSEL垂直腔面发射激光器作为激光光源并与光纤通信中已经成熟的EDFA、波分复用等技术的结合,将提高无线激光通信系统的性能,降低系统成本。     

980nm垂直腔型面发射和接收器件及列阵的研制

采用相同生长结构的MOCVD外延片,研究制备适用于单片集成的垂直腔面发射与接收器件及列阵,发射及接收波长相同,由谐振腔模式决定.采用双氧化电流限制结构,优化串联电阻,提高电光转换效率,制备980nm波段发光器件及1×16列阵芯片,发射谱线半宽≤4.8nm,注入电流为50mA时,发射功率为0.7mW.对列阵芯片用探针进行在线检测,器件均有良好的发光特性.接收器件光电响应具有良好的波长和空间选择特性,谐振接收波长可利用不同角度光入射实现简单易行的调节.通过腐蚀器件顶部DBR的方法调节入射镜反射率,可以分别实现具有单片集成结构的谐振增强型发射和接收器件的优化设计.     

新型材料InGaNAs的生长与应用前景

详细介绍了一种新型半导体材料(InGaNAs)的生长特点及其在制作高特征温度的长波长量子阱激光器、长波长垂直腔面发射激光器、长波长光泵垂直外腔面发射激光器、半导体可饱和吸收镜和长波长谐振腔增强探测器方面的优势。     

980nm垂直腔型面发射和接收器件及列阵的研制

采用相同生长结构的MOCVD外延片,研究制备适用于单片集成的垂直腔面发射与接收器件及列阵,发射及接收波长相同,由谐振腔模式决定.采用双氧化电流限制结构,优化串联电阻,提高电光转换效率,制备980nm波段发光器件及1×16列阵芯片,发射谱线半宽≤4.8nm,注入电流为50mA时,发射功率为0.7mW.对列阵芯片用探针进行在线检测,器件均有良好的发光特性.接收器件光电响应具有良好的波长和空间选择特性,谐振接收波长可利用不同角度光入射实现简单易行的调节.通过腐蚀器件顶部DBR的方法调节入射镜反射率,可以分别实现具有单片集成结构的谐振增强型发射和接收器件的优化设计.     

垂直腔面发射激光器同相发射

桑迪亚国家实验室首次演示了强耦合锁相垂直腔面发射激光器列阵。该发明为具有衍射极限光束的高功率垂直腔面发射激光器(VSEL)基发射机铺平了道路。用反引导耦合将两支868nm垂直腔面发射激光器锁相,使它们完全同相发射。反引导耦合要求连接发射单元的光学材料折射率增强,使光容易在元件间泄漏。可使用消逝波耦合,但反引导耦合较强(单位长度),最好选择最低阶横模。通过在偶数波长间隔上放置两支垂直腔面发射激光器单元达到所要求的同相运转。当这两个单元以奇数波长分开时,就180°异相发射,产生不太合意的两瓣形远场图。以后会将几十个垂直…     

波分复用技术再获新突破

美国朗迅公司的贝尔试验室最近成功地演示了单个激光器波分复用发射机系统可产生206个波长信道,每一波长信道均可独立地传送数据。 16个波长信道的波分复用系统前不久刚刚投入商业应用,206个波长信道的波分复用系统又有试验样机出现。光纤通信技术发展之快真叫人难以置信。 通常的波分复用系统采用多个单频激光器产生     

同相发射的垂直腔面激光器

由于桑迪亚国家实验室所作的研究,强烈耦合锁相列阵垂直腔面发射激光器已变成现实。这一发展为以不同衍射极限光束质量的高功率垂直腔面发射激光器为基础的发射器铺平了道路。利用反传导耦合,研究人员已使发射８６８ｎｍ波长的两个垂直腔面发射激光器锁相,让它们完全同相发射。反传导耦合要求连结发射元件的光学材料具有增大的折射率,以便光很易于在元件之间漏掉。与另一种可选方案（消逝波）不同,反传导耦合使每单位长度有很强耦合,并且最低级次的横模优先。所希望的同相运转通过两个垂直腔面发射激光器单元甚至隔开很多波长距离而实…     

性能优良的光泵垂直腔面发射激光器

光泵半导体（OPS）激光器是一类以特殊类型垂直腔面发射激光器（VCSEL）为基础的新型器件，与以电流注入驱动的垂直腔面发射激光器不同，光泵垂直腔面发射激光器是用二极管泵浦激光驱动的。这种器件具有所希望的性能特性组合，如小型组件的高功率和优良TEM00模特性的组合。这种技术还可做成具有特定波长输出的激光器或在850～1600nm光谱范围可调谐的激光器。这些特性意味着光泵半导体激光器具有渗透或影响许多商业化激光应用开发的潜力，其中包括在通讯方面的应用。这方面的一个重要例子是泵浦高功率掺饵光纤放大器（EDFA）。光泵光泵…     

产生高功率输出的耦合谐振垂直腔面发射激光器

美国Sandia国家实验室和Albuquerque复合半导体科技中心的研究人员已经研制出一种单片耦合谐振垂直腔面发射激光器。该激光器在单基模运转时可产生6.1mw的输出功率。     

多次外光反馈下垂直腔面发射激光器非线性动态特性理论研究

在SIMULINK平台下建立了垂直腔面发射激光器(VCSEL)动态仿真模型，利用该模型对多次外光反馈下垂直腔面发射激光器的非线性行为进行了研究。结果表明，短外腔时，光子密度随外腔长呈周期为半激射波长的余弦关系；长外腔时，随外腔长增加，垂直腔面发射激光器依次经历混沌、多周期、倍周期和单周期区域，增大外腔反射率时同样存在这些非线性区域，但出现顺序相反。进一步得出：考虑单次反馈时由于忽略了占有较多能量的高次反馈导致上述非线性效应偏弱；增大自发辐射因子或减小线性展宽因子可抑制系统的非线性行为。     

双电极分布反馈激光器作发射机和接收机的高密度波分复用系统

双电极分布反馈激光器作发射机和接收机的高密度波分复用系统法国电信报导了一种叫做Ｍ３ＮＥＴ互相配合的双信道高密度波分复用光纤网络系统。两信道的波长间距为０．２ｎｍ。该系统使用一个双电极分布反馈激光器作为多功能器件。该器件一端可作为频移键控发射机，另一端...     

键合方法研制InAsP/InGaAsP量子阱1.3μm垂直腔面发射激光器

设计并研制了由InAsP/InGaAsP应变补偿多量子阱有源层、SiO2/TiO2介质薄膜和GaAs/Al(Ga)As半导体分布布拉格反射镜(DBR)构成的垂直腔面发射激光器(VCSEL).采用直接键合技术实现InP基有源层与GaAs基DBR的晶片融合,并经过侧向湿法腐蚀定义电流限制孔径和沉积介质薄膜DBR等关键器件工艺,研制出InAsP/InGaAsP量子阱垂直腔面发射激光器,其阈值电流为13.5mA,单模激射波长为1288.6nm.     

面发光激光器在航空电子系统中的应用

垂直腔面发光激光器具有许多特点。这些特点是非常需要的，而且适合在光学互连、光学数据总线、光学和光学信号处理中应用。叙述了以GaAs为基础的垂直腔面发光激光器的基本器件结构和制造技术、讨论主要激光器性能特征、例如发射波长、光束图案、阈电流、输出功率、量子效率和调制响应。这些特征对激光器的潜在应用非常重要。还叙述了将激光器与n通道MESFET（金属—半导体场效应晶体管）驱动器单片集成化的最新成果。     

量子点结构垂直辐射器件

最近几年自组织多量子点半导体异质结构研究的重大进展不仅推进了它的基本物理性质研究，也促进了半导体光辐射源的实际应用。一个有意义的研究方向是使用多量子点作为微光学谐振腔的发光二极管和垂直腔面发射激光器的激活层。这种器件的主要优点是输出辐射发射角窄、波长的温度稳定性好和制造测试的组合工艺性稳定。虽然850nm和980nm波段微谐振腔发光二极管和垂直腔面发射激光器工艺发展顺利，但制造1.3mm和1.55mm波段实用的类似器件却要解决一系列原则问题[1]。垂直谐振腔器件的腔镜使用分布布拉格反射器，它由两种不同折射率的交替层（每…     

欧洲光电子研究欣欣向荣

象世界其它地区一样，欧洲的光电子研究也是高度优先的，因此，是一个繁荣研究的领域。研究投资既有国家的，也有欧洲的，并有几个全欧计划致力于光电子学的研究和发展。当光电子器件具有商业生命力时，工业界的技资将作最后的发展，并将其推向市场。垂直腔面发射激光器（VCSEL）作为一种光电子源，是用于光纤通信系统的潜在低成本器件，并提供如在晶片上试验、有效光纤耦合和列阵制造方面的优点。欧洲对VCSEL进行大力研究的目的，还在于此种器件相对于现有器件有优良的功率效率和更长的寿命。另外，其发射与表面垂直，使得对这种器件的…     

高速垂直腔面发射激光器瞄准超级计算机

日本NEC公司报道称已开发了一种每信道以25Gb／s速率运行的垂直腔面发射激光器。发射波长为1070nm，开发该器件是发展下一代超级计算机的重要步骤。