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相似文献
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1.
980 nm高功率垂直腔面发射激光器   总被引:14,自引:6,他引:8  
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。  相似文献   

2.
对隧道再生多有源区内腔接触式垂直腔面发射激光器(VCSEL)材料特性进行了实验研究,得到了VCSEL外延片量子阱增益谱峰值波长、谐振腔谐振波长、DBR反射谱中心波长及材料的生长厚度偏差等重要信息。如果谐振腔谐振波长比增益谱峰值波长长20nm以上,阈值条件很难得到满足,器件很难实现激射。符合模拟参数生长的双有源区隧道再生VCSEL实现了室温激射。氧化孔径8.3μm器件,在11mA注入电流下,获得5mW的输出功率,斜率效率0.702mW/mA,激射波长970nm。  相似文献   

3.
在980nm波长的大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)的基础上制备了高输出功率的微小孔阵列半导体激光器,其最大输出光功率达到了1mW。介绍了针对微小孔阵垂直腔面发射激光器的特殊制备工艺,并对其特性进行了分析。  相似文献   

4.
设计了带有质子注入高阻区的刻蚀微结构面发射半导体激光器结构,使得从出光口到上DBR形成环形波导,进而直接产生空心激光束输出。使用FDTD软件计算了刻蚀微结构VCSEL的光场分布,得到的环形模式图样在不同模式数目下都能保持空心光束的特性。制备了室温下激射波长为848 nm的微结构VCSEL,并测试其输出特性。阈值电流为0.27 A,峰值功率最高可达170 mW。不同电流下的近场图都显示出非常明显的空心环形光斑,远场光强分布曲线也符合空心光束的特性。该新型VCSEL技术为空心光束甚至阵列器件的发展提供了一种新的方法。  相似文献   

5.
冯大伟  袁中朝  冯源  郝永芹 《半导体光电》2011,32(6):781-784,897
为改善高功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)电流注入均匀性,提高光束输出质量和器件的输出功率,设计并研制出808nm高功率网状电极VCSEL。将VCSELP面的注入电极由传统的环形结构改为网状结构并且热沉位于N面电极。实验制备了出光孔径同为500um的传统环形电板和网状电极两种高功率VCSEL,并对器件的性能进行了对比测试。测试结果表明,网状电极结构高功率VCSEL相对传统环形电极结构高功率VCSEL器件具有良好的光电特性,室温下新结构高功率VCSEL的阈值电流为430mA,斜率效率为0.44mW/mA,电光转换效率可达21.7%,最大输出功率可达420mW,是传统结构高功率VCSEL输出功率的2.27倍。  相似文献   

6.
热问题是制约垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的关键难题之一。为改善垂直腔面发射激光器的热特性,提高输出功率,设计并制备了一种新型内腔接触式结构VCSEL。在出光孔径为16μm时,同时制备传统结构和新型结构两种器件并对其进行测试,传统结构VCSEL的阈值电流为11.5 mA,当注入电流为34 mA时,最大输出功率达到7.3 mW;新结构器件的阈值电流为9 mA,当注入电流为35 mA时,最大输出功率达到10.2 mW;新结构的阈值电流降低了21.7%,最大输出功率提高了28%。结果表明,这种内腔接触式电极结构有望改善器件的热特性和光电性能。  相似文献   

7.
热问题是制约垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的关键难题之一。为改善垂直腔面发射激光器的热特性,提高输出功率,设计并制备了一种新型内腔接触式结构VCSEL。在出光孔径为16μm时,同时制备传统结构和新型结构两种器件并对其进行测试,传统结构VCSEL的阈值电流为11.5 mA,当注入电流为34 mA时,最大输出功率达到7.3 mW;新结构器件的阈值电流为9 mA,当注入电流为35 mA时,最大输出功率达到10.2 mW;新结构的阈值电流降低了21.7%,最大输出功率提高了28%。结果表明,这种内腔接触式电极结构有望改善器件的热特性和光电性能。  相似文献   

8.
为研究氧化限制结构孔径对940 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)特性的影响,制备了不同氧化孔径的940 nm VCSEL,并进行了测试分析。通过PICS3D软件对不同量子阱势垒材料的增益进行仿真计算,选取具有较高有源区材料增益的InGaAs/AlGaAs作为量子阱,并开展了增益-腔模失配设计。在设计优化的基础上,制备了6种氧化孔径的940 nm VCSEL,对其光电输出特性进行测试。结果表明:氧化孔径为4μm的VCSEL,室温下斜率效率为0.93 W/A,最大功率转换效率为40.1%;氧化孔径为7μm的VCSEL,室温下最大输出功率为12.24 mW;氧化孔径为2μm的VCSEL,室温下最大基横模功率为2.67 mW。该器件在2 mA连续驱动电流下,在10~80℃的范围内均可实现边模抑制比大于45 dB的基横模输出。  相似文献   

9.
高功率垂直腔底发射激光器的偏振特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
王伟  宁永强  张金龙  秦莉  刘云  王立军 《中国激光》2012,39(3):302002-16
在垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为显示光源的应用中,为了获得高功率的偏振激光,研究了980nm大口径底发射VCSEL的偏振特性。通过刻蚀矩形台面和矩形出光口径,制备矩形VCSEL。在连续条件下,出光口径为550μm×300μm的底发射矩形VCSEL最大输出功率为660mW,微分电阻为0.09Ω。实验中,矩形VCSEL在工作电流下,同时存在稳定的水平偏振光和竖直偏振光,并且沿着矩形长边出射的水平偏振光一直占据主导地位。而圆形VCSEL在水平和竖直方向的激射情况几乎相同。水平偏振光的激射光谱相对于竖直偏振光出现蓝移,并且用对称三层波导模型解释了蓝移现象。研究了矩形VCSEL的正交偏振比与矩形口径长宽比的关系。实验结果表明,矩形柱结构能够有效地稳定VCSEL的偏振方向,使大口径器件激射高功率的偏振激光。  相似文献   

10.
新型结构垂直腔面发射激光器的研制   总被引:1,自引:1,他引:0  
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.  相似文献   

11.
A novel one-step integration of bottom-emitting vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) (operation wavelength of 980 nm) with microdiffractive lens by means of focused ion beam (FIB) technology is described. A diffractive lens with continuous relief, diameter of 140 μm, and six annulus was designed and fabricated using FIB direct milling on the backside of VCSEL with GaAs substrate for beam collimation. The divergence angle (half angle) of the VCSEL was reduced from 12° before integration of the VCSEL/diffractive optical elements (DOEs) to 0.6° after FIB integration, allowing for an interconnect length of ~4 mm. It was proven by device testing that there is little influence upon the VCSEL performance after FIB processing  相似文献   

12.
键合方法研制InAsP/InGaAsP量子阱1.3μm垂直腔面发射激光器   总被引:1,自引:0,他引:1  
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.  相似文献   

13.
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。  相似文献   

14.
An integrated optoelectronic probe with small dimensions, for direct-contact laser Doppler blood flow monitoring has been realized. A vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and a chip with photodetectors and all necessary electronics are integrated in a miniature probe head connected to a laptop computer. The computer sound processor is utilized for acquisition and digital signal processing of the incoming Doppler signal. In this paper, the design of the laser Doppler perfusion monitor is described and its performance is evaluated. We demonstrate our perfusion monitor to be less sensitive to subject motion than a commercial fiber-optic device. For medium and high perfusion levels, the performance of our integrated probe is comparable to the fiberoptic flowmeter containing a normal edge-emitting laser diode. For very low perfusion levels, the signal-to-noise ratio of the fiber-optic device is higher. This difference can mainly be attributed to the shorter coherence length of the VCSEL compared with the edge-emitting laser diode.  相似文献   

15.
The vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) is the most suitable light source for many optoelectronic applications because of its planar nature. The design of large VCSEL arrays requires accurate modeling of device characteristics. In this paper, we present a thermal model to analyze the dependence of VCSEL threshold current and light-output characteristics on aperture size. For both 850-nm and 980-nm VCSELs, a linear dependence of threshold current on device area is observed for oxidized aperture sizes with diameters between 5 μm and 25 μm. Good agreement between theoretical and experimental light-output characteristics is observed using a simple thermal model.  相似文献   

16.
High-power vertical-cavity surface-emitting laser with an extra Au layer   总被引:1,自引:0,他引:1  
We report the performance of a high-power vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) with an extra Au layer. By using the extra Au layer, the far-field divergence angle from a 600-/spl mu/m diameter VCSEL device is suppressed from 30/spl deg/ to 15/spl deg/, and no strong sidelobe is observed in far-field pattern. There is a slight drop in optical output power due to the introduction of the extra Au layer. By improving the device packaging method, the VCSEL device produces the maximum continuous-wave optical output power of 1.95 W with lasing wavelength of 981.5 nm. The aging test is carried out under constant current mode at 60/spl deg/C, and the preliminary result shows that the total degradation of output power is less than 10% after 800 h.  相似文献   

17.
We report new experimental results demonstrating optical bistability and two-input NOR gate operation in intracavity-coupled in-plane and vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs) fabricated from the same epitaxial material. The VCSEL (or output) section gain is controlled by separately biased in-plane laser section(s), and depending on the in-plane power output, complete quenching of stimulated emission in the VCSEL is observed. Hysteresis is present in the VCSEL output power versus in-plane laser input power characteristic, and an optical memory effect is observed in the combined device.  相似文献   

18.
This investigation explores experimentally the optical characteristics of long-wavelength quantum-dot vertical-cavity surface-emitting lasers (QD VCSELs). The InAs QD VCSEL, fabricated on a GaAs substrate, is grown by molecular beam epitaxy with fully doped distributed Bragg reflectors. The optical characteristics of QD VCSEL without and with light injection are studied in detail. The QD VCSEL has the potential to be used in all-optical signal processing systems.   相似文献   

19.
空间辐射环境下光源辐射性能的比较和选择   总被引:1,自引:0,他引:1  
激光光源器件是卫星光通信系统中重要的终端部件,它的工作性能直接影响着光通信系统最终的误码率。对常用的LED、LD、YAG、VCSEL光源器件的空间辐射特性进行了总结和比较,结果表明,VCSEL器件无论在阈值电流还是在输出功率方面均具有更优越的抗辐射性能,更适合作为卫星光通信系统中的光源器件。  相似文献   

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