980 nm高功率垂直腔面发射激光器

研究了 980nm垂直腔面发射激光器 (VCSEL)的结构设计和器件制作 ,实现了室温下的脉冲激射。在脉宽为 5 0 μs,占空比为 5∶10 0 0的脉冲电流下 ,直径 4 0 0 μm的器件输出光功率最高可达 380mW ,发散角小于 10° ,光谱的半高全宽为 0 8nm。     

垂直腔面发射激光器制作新工艺

采用一种新工艺制作了垂直腔面发射激光器(VCSEL),即用开环分布孔取代以往的环形沟道作为氧化物限制技术的注入窗口。因开环分布孔间形成多个桥,为电注入提供了天然的桥状通道,解决了电极过沟断线问题。这种新结构器件的输出功率约为以往结构器件的1.34倍。在20℃~80℃范围内,对器件的输出功率、阈值电流及波长漂移性进行了研究。60℃时最大输出光功率可达到6 mW。激射波长随温度升高呈线性变化,且向长波方向移动,速率为0.06 nm/℃。由实验结果计算出器件的热阻为1.96℃/mW。     

垂直腔面发射激光器中的侧向氧化

研究了垂直腔面发射激光器(VCSEL)的侧向氧化工艺及其特性.发现对于条形台面,氧化物生长遵循线性生长规律.但对于在VCSEL中采用的两种结构,氧化物的生长(温度高于435℃)表现为非线性生长行为.理论分析表明,台面结构的几何形状对高温下的氧化速率产生了影响.     

垂直腔面发射微腔激光器

介绍垂直腔面发射激光器(VCSEL)的结构、特点、性能、应用以及最新进展，并对当前要解决的关键问题进行了论述。     

垂直腔面发射激光器及其进展

1　引　　言　　光电子技术在网络、存储器等方面的应用与多媒体信息社会的发展息息相关 ,对信息社会的发展始终起着至关重要的作用。在世界范围内的信息基础设施配置中 ,人们对以光纤通信为代表的光电子技术寄予厚望。瞬间传送处理图像等大规模信息技术愈益重要 ,在并行传递空间信息的超并行光传输系统、连接多台计算机或LSI芯片的并行光互连及光并行信息处理系统中 ,新兴的并行光电子技术起主导作用。要实现充分利用光的并行性的系统 ,大规模地进行二维集成化的并行光器件十分重要。为适应这种需求 ,人们开始探索一种新型结构的半导体激…     

量子阱垂直腔面发射激光器及其微腔物理

根据发展历史的顺序,对量子阱垂直腔面发射激光器微腔物理进行概述,其中包括垂直腔面发射激光器、腔量子电动力学和半导体微腔物理。给出半导体垂直腔面发射激光器及其微腔物理思想来源的详细图像。     

一种850nm氧化限制型垂直腔面发射激光器的设计

采用PICS3D软件建立了850 nm氧化限制型垂直腔面发射激光器(VCSEL)的仿真模型,通过优化量子阱有源区的阱和垒的个数、合理选取分布式布拉格反射镜(DBR)的材料以及对数,设计了一种850 nm氧化限制型VCSEL.在10μm氧化孔径下,与商用的850 nm氧化限制型VCSEL相比,其阈值电流从1.8mA降至1.5mA,斜率效率从0.3 W/A提升到0.65 W/A.     

量子阱垂直腔面发射激光器及其微腔物理

根据发展历史的顺序,对量子阱垂直腔面发射激光器微腔物理进行了概述,其中包括垂直腔面发射激光器、腔量子电动力学和半导体微腔物理。给出半导体垂直腔面发射激光器及其微腔物理思想来源的详细图像。     

垂直腔面发射激光器的研究进展及其应用

垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有常规半导体激光器不可比拟的优点：其光束是园形的,易于实现与光纤的高效耦合;VCSEL的有源区尺寸可做得非常小,以获得高封装密度和低阈值电流;适宜的设计可将激光二极管制成简单的单片集成二维列阵,以实现二维光数据处理所用的激光源;芯片生长后无须解理、封装即可进行在片实验。由于VCSEL的优良性能,从而获得了国内外科技界、企业界的高度关注。本对这种器件的性能、开发现状及应用作简要的概述。     

GaN垂直腔面发射激光器研究进展

氮化镓(GaN)垂直腔面发射激光器(VCSEL)在近20年来获得了飞速发展,已成为下一代半导体激光器的研究热点。GaN是制造从紫外波段到绿色波段光电子器件的绝佳材料,而VCSEL具有阈值和发散角小、调制速率高,以及输出光束呈圆对称等特点。首先回顾了基于GaN的VCSEL的发展历史,简要介绍了它的主要应用方向;然后讨论了反射镜与谐振腔设计与制造中的关键问题;接着分析了三种不同结构的GaN VCSEL的散热机理,并分析讨论了优化散热的策略;最后介绍了基于GaN的蓝色、绿色和紫外VCSEL的研究进展及最新思路。     

分布布拉格反射镜中具有渐变层的垂直腔面发射半导体激光器

报道了分布布拉格反射镜（ＤＢＲ）中具有渐变层的垂直腔面发射激光器的研究结果。器件是采用钨丝掩膜两次质子轰击方法制备的。该方法是目前报道的垂直腔面发射激光器制作方法中最简单的。初步的实验已实现室温宽脉冲高占空比激射，最低阈值为１８ｍＡ，最大峰值功率大于２ｍＷ，激射波长为８７１ｎｍ，串联电阻一般为１００～２００Ω。     

A New Process for Improving Performance of VCSELs

采用一种新的工艺方法提高了垂直腔面发射激光器的输出功率.采用开环分布孔代替环形沟槽,使器件的输出功率提高了0.34倍.14μm孔径的器件输出功率超过10mW,工作电流为29.6mA时,最大输出功率达到12.48mW.而且,这些开环分布孔为电注入提供了便捷的桥通道,很好地解决了电极易过沟断线问题.器件表现了良好的高温工作特性,当温度高达60℃时输出功率仍可达到8mW.     

面发射半导体激光器自混合振动测量实验研究

采用新型垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为激光自混合振动测量系统的激光光源,针对不同驱动信号频率(1 kHz,2 kHz)、驱动信号幅度(880 mV,1.66 v)的振动驱动信号对激光自混合振动测量信号系统进行实验研究,并与通过激光稳态方程所获得的激光自混合振动信号仿真进行了比较分析.结果表明,2 kHz相对1 k...     

Impacts of mismatched intrinsic parameter on leader-laggard synchronization between two mutually coupled VCSELs

Based on spin-flip model (SFM),the impacts of mismatched intrinsic parameter on leader-laggard chaos synchronization between two mutually coupled verticalcavity surface-emitting lasers (VCSELs) have been investigated numerically.Results show that,for two VCSELs with identical intrinsic parameter,the switching point of leader-laggard caused by continually varying frequency detuning or injection rate detuning is located at zero frequency detuning or zero injection rate detuning,which indicates that the VCSEL with higher frequency or subject to lower injection level plays a leader role.However,for two VCSELs with mismatched intrinsic parameter,the switched point of leader-laggard will deviate from zero frequency detuning or zero injection rate.Therefore,compared with the results obtained under matched intrinsic parameter,the opposite results have been observed in the range between zero detuning and switching point.Additionally,the offsets of switching point induced by different intrinsic parameters are different,and the influence of line-width enhancement factor is found to be the most significant.     

相位共轭反馈下垂直腔面发射激光器动态分岔特性的理论研究

在传统半导体激光器动力学方程的基础上，突出了垂直腔面发射激光器(VCSELs)的微腔结构特点以及相位共轭反馈(PCF)的时间反演特性，建立起相位共轭反馈条件下的复合腔仿真模型。仿真结果表明：在外部反射率小于0．05的弱反馈条件下，垂直腔面发射激光器的微腔结构导致了它的动态特性与边发射器件有较大的区别，给出两者在混沌带的出现次数、存在范围以及分岔点的出现条件等方面的比较。相对于常规光反馈(COF)而言，相位共轭反馈的累积相位为零，这使得该机制下垂直腔面发射激光器表现出更为丰富的非线性特性。仿真中观察到常规光反馈经历了三个混沌带，相位共轭反馈经历了两个混沌带且稳定区域较宽；并发现在混沌吸引子产生的过程中常规光反馈光场的实虚部相空间轨迹保持对称，而相位共轭反馈的相空间轨迹则表现为对称的‘建立→破坏→再建立’这样的循环过程。     

国外军用大功率半导体激光器的发展现状

由于半导体激光器具有体积小、结构简单、质量轻、转换效率高、可靠性好、寿命长、易于调制及与其他半导体器件易于集成等特点,可应用于军事、工业、医疗、通信等领域,尤其是在激光制导跟踪、激光雷达、激光引信、激光测距、激光通信、激光模拟武器、激光瞄准告警和光纤陀螺等军事领域得到广泛应用.概述了近年来美国和欧洲等国家在半导体激光器方面的主要研制计划及其所取得的成果,重点介绍了GaAs基和InP基近红外大功率半导体激光器、中远红外及太赫兹量子级联半导体激光器等的发展现状和最新研制成果.随着新型半导体材料、激光器结构和热管理等技术的发展,展望了未来半导体激光器技术的发展趋势.     

基于AlN膜钝化层的高功率垂直腔面发射激光器

高功率垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)内部的自生热是影响器件功能的重要因素,为改善器件的散热性能,采用AlN膜做钝化层研制了基于AlN膜钝化层的980 nm高功率VCSEL器件。对高功率VCSEL进行模拟仿真与理论分析表明,采用AlN膜钝化层可以改善器件内部的温度分布,降低器件的热阻,提高器件的散热能力;采用相同的外延片与工艺实验制备了出光孔径同为200μm的AlN膜钝化层和传统的SiO2膜钝化层的高功率VCSEL器件;对两种不同的钝化层的器件性能进行了实验对比测试,结果表明AlN膜钝化层的高功率VCSEL器件室温下的最大输出功率可达470 mW,比同温度下SiO2膜钝化层的高功率VCSEL器件的最大输出功率高140 mW。AlN膜钝化层的高功率VCSEL在外界温度80℃时,仍能正常激射,具有良好的温度适应性与光电性能。     

湿法腐蚀和干法刻蚀工艺对850 nmVCSEL高速调制性能的影响

垂直腔面发射激光器(VCSEL)以其低功耗、低阈值电流、高调制速率和易制作二维阵列器件等特点,广泛应用于短距离光互连领域.湿法腐蚀和干法刻蚀作为高速VCSEL台面结构制备的两种工艺,影响VCSEL氧化层的大小.文章研究了氧化层面积对寄生电容的影响,并计算得到7 μm氧化孔径下采用干法刻蚀工艺的垂直腔面发射激光器,相比较湿法腐蚀工艺,氧化层电容由902.23 fF减小至581.32 fF,谐振腔电容由320.72 fF减小至206.65 fF.通过对采用湿法腐蚀和干法刻蚀工艺制备的GaAs量子阱结构高速VCSEL进行小信号调制响应测试,结果表明,7μm氧化孔径下干法刻蚀VCSEL小信号调制带宽提高至16.1 GHz.     

高功率单高阶模倒置表面浮雕结构垂直腔面发射激光器

提出并研究了一种带有环形出光孔的倒置表面浮雕结构垂直腔面发射激光器.该器件最突出的结构特点在于,支持稳定的单高阶横向模式激射.在输入电流为六倍阈值电流时,输出功率高达9.8 m W,边模抑制比将近30 d B.在外界为360 K高温时,输出功率仍可达4 m W.且其远场表现出的高斯光束发散角较小.