VCSEL的優(you) 勢
VCSEL技術提供的諸多優(you) 勢可以歸納為(wei) 以下幾點:
1.波長穩定性:在一個(ge) VCSEL激射波長非常穩定,因為(wei) 它是由短期(1--1.5波長厚)法布裏 - 珀羅腔固定。邊緣發射器相反,VCSEL的隻能運行在一個(ge) 單一的縱向模式。
2.波長均勻性和譜寬:生長技術改善了不到一個(ge) 腔波長為(wei) 2nm的標準偏差,這樣的VCSEL 3“晶圓生產(chan) 。這允許製造的VCSEL 2 - D數組數組的元素(<1nm的全寬半高譜寬)之間的小波長變化。相比之下,邊發射欄棧遭受顯著波長的變化,從(cong) 酒吧吧,因為(wei) 沒有內(nei) 在機製,以穩定的波長,在很寬的譜寬(3--5nm的FWHM),。
3.波長的溫度靈敏度:在VCSEL的發射波長不敏感的溫度變化比邊緣發射器?5倍。原因是在VCSEL的激光波長是由單縱模腔的光學厚度和定義(yi) ,這種光學厚度與(yu) 溫度的關(guan) 係是最小的(腔的折射率和物理厚度有一個(ge) 微弱的依賴溫度)。另一方麵,在邊緣發射器的激光波長被定義(yi) 為(wei) 峰值增益波長,其中有一個(ge) 對溫度的依賴性更強。因此,高功率陣列(加熱和溫度梯度,可以顯著)的譜線寬度是VCSEL陣列窄於(yu) 邊緣發射陣列(酒吧堆棧)。此外,超過20℃的溫度變化,在VCSEL的發射波長會(hui) 有所不同(7nm邊緣發射器相比)小於(yu) #p#分頁標題#e#1.4nm。
4.高溫作業(ye) (泵的chillerless操作):由於(yu) VCSEL的可以可靠地工作在溫度高達80℃,就可以操作無需冷藏。因此,冷卻係統就變得非常小,堅固耐用,這種方法移植。
5. 單位麵積高功率:邊緣發射器提供最多約500W/cm2,而VCSEL的提供1200W /平方厘米,在不久的將來可以提供2 - 4KW /平方厘米。
6.光束質量:垂直腔麵發射激光器發出通告束。通過適當的腔設計的VCSEL也可以在一個(ge) 單一的橫向模式(圓形高斯)發出。這種簡支梁結構,大大降低了耦合/光束整形光學(邊緣發射器相比)的複雜性和成本,提高了耦合效率光纖或輸送介質。這一直是在低功耗市場的VCSEL技術的關(guan) 鍵賣點。
7.可靠性:由於(yu) VCSEL的不受災難性的光學損傷(shang) (COD),其可靠性比邊緣發射器高得多。典型的擬合值的VCSEL(一億(yi) 美元的設備出現故障)<10。
8.Manufacturabilty和產(chan) 量:可生產(chan) 的VCSEL已經為(wei) 這項技術的關(guan) 鍵賣點。由於(yu) 複雜的製造工藝和COD(災難性的光損傷(shang) ),邊緣發射器有一個(ge) 低收益率(邊緣發射980納米泵的芯片製造商相關(guan) 的可靠性問題,通常隻得到#p#分頁標題#e#2“晶圓-500芯片)。另一方麵,對VCSEL的收益率超過90%(相當於(yu) 5000大功率芯片從(cong) 2英寸晶圓)。事實上,由於(yu) 其平麵屬性,VCSEL的製造標準的IC芯片處理相同。
9.可擴展性:對於(yu) 高功率應用中,一個(ge) 關(guan) 鍵的VCSEL優(you) 勢是,他們(men) 可以直接加工成單片的2 - D陣列,而這不是邊緣發射器(可能隻有一維的單片陣列)的可能。此外,一個(ge) 複雜的熱效率低下的安裝計劃是需要安裝在棧邊發射極棒。
10.包裝和散熱:安裝的大型高功率VCSEL 2 - D的一個(ge) “結點”配置陣列很簡單(類似微處理器包裝),熱搬遷過程中非常有效的,因為(wei) 熱遍曆砷化鋁镓材料隻有幾微米。已被證明5毫米的2 - D VCSEL陣列的5mm x <0.16K / W的創紀錄的熱阻抗。
11.成本:隨著簡單加工和散熱技術,它比同等的邊緣發射的酒吧棧封裝的2 - D VCSEL陣列變得更加容易。建立現有矽業(ye) 的散熱技術,可用於(yu) 非常高功率陣列的散熱。這將顯著降低高功率模塊的成本。目前,激光棒的成本是DPSS激光器顯性成本。
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