Ⅰ. Qu’est-ce que le VCSEL ?
Le laser à cavité verticale et à émission de surface (VCSEL, ou Laser à cavité verticale et à émission de surface) est un semi-conducteur dont le laser est émis perpendiculairement à la surface supérieure. Il diffère d’un laser à déclenchement par le bord, qui émet le laser depuis le bord.
Le VCSEL est un dispositif électroluminescent révolutionnaire dans le domaine des communications optiques, ainsi qu'une nouvelle forme de technologie optoélectronique offrant d'énormes perspectives de développement. Le laser à émission périphérique émet dans une direction parallèle à la surface du substrat et perpendiculaire à la surface de clivage, tandis que le laser à émission en surface émet dans une direction perpendiculaire à la surface du substrat, comme indiqué dans la figure ci-jointe :
Ses avantages par rapport aux lasers à émission périphérique comprennent : une intégration planaire et optoélectronique bidimensionnelle facile ; les faisceaux circulaires permettent d'obtenir facilement un couplage efficace avec les fibres optiques ; et les faisceaux circulaires permettent d'obtenir facilement un couplage efficace avec les fibres optiques. Il est possible de créer une modulation à grande vitesse, qui peut être utilisée dans les systèmes de communication par fibre optique longue distance et à grande vitesse. actif La taille de la zone est extrêmement petite, permettant une densité d'emballage élevée et un faible courant de seuil ; aucun clivage n'est requis après la croissance des puces, ce qui permet des tests sur puce ; il fonctionne selon un mode longitudinal unique sur une large plage de températures et de courants ; et c'est pas cher.
Les performances exceptionnelles du VCSEL ont suscité une inquiétude considérable et en ont fait un centre mondial de recherche. Les VCSEL ont considérablement progressé en termes de structure, de matériaux, de longueur d'onde et de domaines d'application au cours des dix dernières années, et plusieurs appareils sont arrivés sur le marché.
Ⅱ. Structure de base du VCSEL
La structure de VCSEL est représentée dans le graphique ci-dessous. Il est composé de réflecteurs de Bragg distribués (DBR) développés en alternance avec des matériaux diélectriques à indice de réfraction élevé et faible pour former une croissance continue de régions actives de puits quantiques uniques ou multiples. Afin d'obtenir la plus grande efficacité de rayonnement stimulé et d'entrer dans le champ oscillant, 35 puits quantiques sont généralement disposés vers le maximum du champ d'ondes stationnaires. Le faisceau laser est émis par la fenêtre transparente en haut et une couche métallique est recouverte en bas pour améliorer le retour optique du DBR en dessous.
À suivre...
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