垂直腔面发射激光器的TO封装的耦合效率模拟分析

采用FRESNEL光学软件和MATLAB软件,详细分析了垂直腔面发射激光器的TO封装组件对耦合效率的影响.发现增加耦合透镜的折射率、减少管帽的高度和耦合透镜的尺寸可以提高耦合效率.     

垂直腔面发射激光器的TO封装工艺操作误差分析

采用FRESNEL光学软件和MATLAB编程,详细分析了垂直腔面发射激光器的TO封装工艺操作误差对耦合效率的影响.发现在芯片横向偏移、芯片倾斜和管帽倾斜这三种操作误差中,管帽倾斜对封装组件的耦合效率影响最大.     

垂直腔面发射激光器的TO封装工艺操作误差分析

采用FRESNEL光学软件和MATLAB编程,详细分析了垂直腔面发射激光器的TO封装工艺操作误差对耦合效率的影响.发现在芯片横向偏移、芯片倾斜和管帽倾斜这三种操作误差中,管帽倾斜对封装组件的耦合效率影响最大.     

耦合垂直腔面发射激光器的耦合特性理论分析

确定耦合垂直腔面发射激光器中两腔光子之间的耦合关系是分析其工作特性的基础.本文利用边界条件,结合激光器中间DBRs层的耦合传输矩阵,推导出了不同激射波长工作时,两腔内光场应满足的方程,由此得到两腔光子之间的耦合因子,研究了腔内载流子浓度对耦合因子的影响.     

耦合垂直腔面发射激光器的阈值及输出特性

针对耦合垂直腔面发射激光器,利用边界条件,结合激光器的中间DBR层的耦合传输矩阵,推导出了不同激射波长工作时,两腔内光场应满足的方程,由此得到两腔光子之间的耦合因子,然后结合稳态载流子速率方程,按照激射波长,得出了器件的四种工作状态,并详细地讨论了顶腔和底腔注入电流对器件输出特性的影响.     

垂直腔面发射激光器光场数值解的打靶法

利用传输矩阵法得到了垂直腔面发射激光器（VCSELs）内部光场应满足的本征方程，并通过打靶法对方程进行了求解。数值结果表明，该方法具有求解速度快和精度高的优点。用该方法模拟分析了有源区两侧GaAs垒层的厚度及spacer层中的Al组份对阈值增益、光限制因子和共振波长的影响。     

耦合垂直腔面发射激光器输出波长的理论研究

阈值载流子浓度及输出波长是研究耦合垂直腔面发射激光器的一个重要方面.本文利用边界条件.结合激光器中间DBRS层的耦合传输矩阵.推导出了双波长激射时的阈值载流子浓度,以及中间DBR层数对输出波长的影响.     

微透镜集成大功率垂直腔面发射激光器

为了改善大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)的模式特性,在GaAs衬底上采用限制扩散湿法刻蚀技术制作出了不同曲率半径的微透镜,与P型和N型分布式布拉格反射镜(DBR)构成复合腔结构,可以对腔内模式进行选择.有源区采用新型的发射波长为980 nm的InGaAs/GaAs应变量子阱,包括9对In0.2Ga0.8As(6 nm)/Ga0.18As.82P(8 nm)量子阱,有源区直径100μm,微透镜直径300 μm,曲率半径959.81μm,表面粗糙度13 nm.室温下,器件连续输出功率大于180 mW,阈值电流200 mA,远场发散角半角宽度分别为7.8°和8.4°,并且与没有微透镜的垂直腔而发射激光器输出特性进行了比较.     

垂直腔面发射激光器

The development and application of vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) are summarized in this paper. The emphasis is focused on the high power single and 2-D arrays bottom-emitting VCSELs with a wavelength of 980nm. A distinguished device performance is achieved. The maximum continuous-wave (CW) output power of large aperture single devices with active diameters up to 500μm is as high as 1.95W at room temperature, which is to our knowledge the highest value reported for a single device. Size dependence of the output power, the threshold current and the differential resistance are discussed. A 16 elements array with 200μm aperture size (250μm center spacing) of individual elements shows a CW output power of 1.32W at room temperature.     

双包层光纤抽运光的微型棱镜侧面耦合法的耦合效率分析

微型棱镜侧面耦合方法是目前双包层光纤抽运光耦合的新方向之一,提出一种新型的棱镜耦合方法,并从理论上计算了该方案的耦合效率。采用几何光学方法分析了影响耦合效率的最主要因素——抽运光束相对于微型棱镜入射端面倾斜角度对耦合效率的影响情况;通过数值计算,证实这种棱镜耦合技术的耦合效率理论上可达到90％。是一种具有优化结构的棱镜侧面耦合法。     

Fabrication of low-threshold red VCSELs

Red vertical cavity lasers (VCSELs) are ideally suited as optical sources for plastic optical fibre networks. These networks will form the communication backbone of future automobiles and aircraft replacing the current copper networks. However VCSELs at these wavelengths are difficult to realise due to the lower refractive index offsets and unsuitable band structure alignments. The Esprit BREDSELS project has addressed the design, growth and fabrication of low threshold red VCSELs. This paper reports the fabrication of record low threshold (200 μA at 20°C) VCSELs at a wavelength of 665 nm. This device performance has been achieved through the use of selective oxidation techniques. The devices operate CW to 50°C. The trade off between low threshold and high power will be discussed.     

多量子阱VCSEL速率方程的数值模拟分析

采用光增益与载流子浓度的对数关系,考虑到非辐射复合的影响,从理论上推导出多量子阱垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL) 的速率方程.讨论了阈值电流密度、最佳阱数与器件参数(腔长和端面反射率) 之间的关系,为改善VCSEL阈值特性和优化器件结构提供了理论依据.     

半导体激光器光束耦合效率研究

在远距离无线光通信中,接收点光功率与光束发散角平方成反比。为了获得小的光束发散角和大的功率耦合效率,必须研究光束准直系统与耦合效率的关系。根据非傍轴远场光分布理论,用光线追迹法对半导体激光器光束准直系统中的功率耦合效率进行研究,给出半导体激光器光束耦合效率的计算方法,并进行计算机模拟。这里的研究结果对半导体激光器光束准直系统设计具有一定的指导作用。     

Optimization Design of Superluminescent Diodes with RWGStructure for High Efficiency Coupling with SMFs

为了提高脊波导结构的超辐射二极管（SLD）与单模光纤的耦合功率，研究了有源区与脊之间的残留层和上光限制层的厚度对SLD输出功率和近场光斑的影响. 考虑了注入载流子横向分布的不均匀，较准确地计算了模式增益. 结果表明，通过对残留层和上光限制层厚度的优化，可以有效提高SLD与单模光纤的耦合功率.     

Maxwell鱼眼微球透镜在光纤系统中的耦合效率极限

本文用梯度折射率（ＧＲＩＮ）介质的光线理论分析了Ｍａｘｗｅｌｌ鱼眼微球透镜光学耦合系统的耦合效率，得到了单、双透镜耦合系统耦合效率极限的计算公式。严格的数值计算表明，Ｍａｘｗｅｌｌ鱼眼微球透镜耦合系统的耦合效率远高于普通的均匀介质球光学耦合系统。     

与单模光纤高效耦合的超辐射二极管优化设计

为了提高脊波导结构的超辐射二极管(SLD)与单模光纤的耦合功率,研究了有源区与脊之间的残留层和上光限制层的厚度对SLD输出功率和近场光斑的影响.考虑了注入载流子横向分布的不均匀,较准确地计算了模式增益.结果表明,通过对残留层和上光限制层厚度的优化,可以有效提高SLD与单模光纤的耦合功率.