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…     

长波长GaInNAs垂直腔面发射激光器

新出现的直接跃迁GaInNAs与具有高反射率的AlAs／GaAs分布布拉格反射镜相结合构成了GaAs基长波长(1．3—1．6μm)垂直腔面发射激光器(VCSEL)，将成为光纤通信、光互联和光信息处理等的关键元件。本文从材料的选取、外延技术和GaInNAs VCSEL国外和国内的发展状况等方面对长波长GaInNAs VCSEL进行了综合阐述。     

大功率垂直腔面发射激光器技术研究

大功率垂直腔面发射激光与目前比较成熟的边发射激光相比在光束质量、二维面阵集成、高温工作等方面有很强的优势.2008年以来国内外研究进展迅速,在激光输出功率、效率、波长的多样性以及在应用探索等方面都有长足进步.从垂直腔面发射激光结构特征出发,对其优点特性、国外进展情况,在激光引信等需要窄脉冲工作场合的应用研究情况进行了介...     

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.     

垂直腔面发射激光器特性测试系统研究

根据垂直腔面发射激光器（VCSEL）的工作特性，设计了一种新型的易于实验室普及使用的VCSEL特性测试系统，并对VCSEL进行测试，得到了相关测试曲线。该系统使用方便，成本适中，有重要的实际应用价值。     

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.     

大功率高可靠性垂直腔面发射激光器阵列研究

针对980nm激光波长设计了InGaAs/GaAsP材料多周期增益量子阱结构。垒层采用带隙更宽的GaAsP材料代替常规GaAs,改善了效率随温度升高而降低的问题,同时又能满足长寿命激光工作的需要。周期增益量子阱结构提高了有源区的单程增益,降低了阈值,提高了输出功率。制作出新结构的集成单元数为4×4,单元直径30μm的阵列器件,工作电流为5.88A时连续激光功率达到2W;窄脉冲宽度1μs,重复频率100Hz,工作电流60A时输出功率达到30W,且均未达到饱和状态。此阵列器件在工作电流为1～4A时发散角半宽均小于16°。利用加速老化方法对阵列器件的寿命进行了测试,推算出30℃的寿命可达5280h以上,并分析了影响大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)可靠性的主要因素。     

新型结构垂直腔面发射激光器的研制

为改善垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的热特性.提高其光电性能,研制了新型辐射桥结构的VCSEL,即采用辐射桥状的电流注入通道取代以往传统结构VCSEL的环形电流注入通道.研究表明辐射桥结构可以降低VCSEL器件的体电阻和热阻,改善器件的模式特性.在同一外延片上,采用相同的工艺制备了辐射桥结构与传统结构两种VCSEL器件,并对两种器件的光电性能进行了对比测试.结果表明,辐射桥结构VCSEL比传统结构的VCSEL微分电阻降低25%,输出功率提高到1.6倍;辐射桥结构的VCSEL具有良好的温度特性与模式特性,80℃时仍能正常激射,60℃时最大输出功率可达17 mW,器件的热阻可达1.95℃/mW;器件单模工作,其总体性能远优于传统结构的VCSEL器件.     

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。     

无线激光通信技术

无线激光通信是一种以激光为载体的点对点通信,本文介绍了无线激光通信系统的工作原理,以及通过计算得出了系统的通信能力和通信质量将主要取决于激光光束的传播情况的结论,讨论了系统通信波长的选取,其发射系统,光学天线以及接收系统的设计关键,并提出了一种收发一体、光电分离的系统结构.以及无线激光通信和当前主流通信方式的比较.展望了无线激光通信系统广阔的展前景.     

无线激光通信技术

无线激光通信（WLC），又称自由空间通信或者大气激光通信。是一种以激光为载体的点对点通信．本文介绍了无线激光通信系统的工作原理，通过计算得出了系统的通信能力和通信质量将主要取决于激光光束的传播情况的结论，讨论了系统通信波长的选取，其发射系统，光学天线以及接收系统的设计关键。以及无线激光通信和当前主流通信方式的比较。展望了无线激光通信系统广阔的发展前景。     

舰船无线激光通信

简要介绍了舰船间无线激光通信的发展和技术特点，关键技术包括：发射器温度控制、自动捕获瞄准、自适应光学系统、自适应收发和分段编码技术等。最后讨论了舰船间通信的不同网络拓扑方案。     

基于USB接口的激光无线通信系统

提出了一种以激光为载体通过计算机USB接口的通讯系统方案。该方案将计算机通过USB接口连接无线激光通信设备,实现高速的无线传输;介绍了USB的接口和协议的特点,无线光通信设备的原理,重点介绍了连接计算机和光通信设备的USB接口电路的实现方法。     

半导体激光器在光孤子通信中的应用

分析了光纤通信中光源的特性.从光的相干性开始,对发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）的原理、结构、性能和耦合效率进行对比,得出半导体激光器的特点,发现半导体激光器更适合于大容量、长距离传输的光通信系统.半导体激光器在新一代光纤通信系统——光孤子通信系统中,无论是作为光孤子光源还是EDFA的泵浦源,都发挥着重要的作用.未来半导体激光器将发挥着更重要的作用.     

无线激光通信技术的实际应用

无线激光通信技术根据应用场合分为近地无线激光通信和星际激光通信.近地无线激光通信在地面架设,具有适合在特殊地形、地貌工作,带宽大,无电磁辐射,抗电磁干扰,机动灵活等特点,成为无法敷设光缆场合的有效补充手段.星际激光通信用于卫星之间,卫星与地面之间的信号传输,通信容量大,弥补了微波传输容量的不足,是未来星际通信的发展趋势.     

无线光通信技术研究

无线光通信技术是一种宽带无线接入技术,是光通信技术和无线通信技术相结合的产物。本文介绍了两种无线光通信技术(FSO和VLC)的优势及不足,然后介绍了VLC在室内的一个典型应用,最后展望了这两项无线光通信技术未来的研究方向及发展趋势。     

基于FPGA的激光无线通信精跟踪系统

精跟踪是激光无线通信信标光的捕获、瞄准与跟踪系统中的一项关键技术.详细介绍了精跟踪的各部分组成,以高帧频CMOS相机采集光宽,采用质心法提取光斑中心坐标,以高速数模转换器、PZT控制器和高精度振镜作为光路偏转控制系统,以增量式PID算法作为跟踪算法.通过采用Altera公司的Cyclone系列FPGA作为控制芯片,开发了一款独立的低功耗便携式开发平台,满足具体科研应用的项目产品要求.     

无线激光技术在应急通信领域的应用展望

随着国民经济的快速发展,生产规模的持续扩大和社会财富的不断增长,各类自然灾害造成的损失也在逐年上升。为避免人员伤亡、减少经济损失,如何快速有效地搭建应急现场信息通道,是应急通信工作中紧迫严峻的课题。本文对应急通信的需求进行了研究,阐述了无线激光技术的特点和现状,并展望了无线激光技术针对不同应急场景的应用前景。     

基于无线激光链路的以太网连接方案设计

对一种基于无线激光大气链路的以太网互连设备进行了结构设计分析和总体性能评估。通过实验结果与理想化模型的比对可知,该设备不仅在晴朗天气下能够很好地实现网际互连互通,在恶劣天气下也能够实现网络通信,但相对系统开销增大,传输速率不太高,有待进一步改进。