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      VCSEL激光器(垂直腔面發射激光器) - 筱曉光子產品介紹⑥ 2021-07-28

      垂直腔面發射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser),簡稱VCSEL,是一種半導體激光器,其激光垂直于頂面射出。以砷化鎵半導體材料為基礎研制,不同于LED(發光二極管)和LD(激光二極管)。結構由鏡面,有源層和金屬接觸層組成。兩個發射鏡分別為P型,N型布拉格發射器。有源區有量子肼組成,在P型DBR外表面制作金屬接觸層,形成歐姆接觸,并在P型DBR上制作一個圓形出口,輸出激光。它具有較小的遠場發散角,發散角光束窄且圓;并且閾值電流低,調制頻率高,能達到300KHz。通過改變激光電流跟溫度可以實現波長調諧。內置TEC和PD的包裝,它專為高速光纖通信而設計。


      VCSEL激光器優勢


      7 Pin小尺寸

      非球面透鏡帽

      集成TEC控制溫度穩定

      輸出功率1.6mW

      單模,可以通過C-L波段

      具有寬譜調諧范圍:>8nm

      快速波長調諧(~100KHz)


      VCSEL激光器結構


      微信圖片_20210728130502.jpg


      VCSEL激光的產生主要由三部分組成,即激光工作物質、泵浦源和光學諧振腔。利用泵浦源對工作物質進行激勵,形成粒子數反轉,發出激光。在通過底部和頂部反射鏡組成的諧振腔,在激光腔內放大振蕩,并從頂部反射鏡輸出,輸出的光線只集中在中間不帶有氧化層的部分輸出,形成了垂直腔面的激光發射,從而得到穩定,持續,有一定功率的高質量激光。


      技術參數

      條件:P=20°C,IO P=2.0mA,除非另有說明(P=芯片背面溫度,由TEC控制)


      微信圖片_20210728130546.jpg



      實驗數據


      我們對于VCSEL激光器進行了相關實驗,測量了VCSEL激光器的電壓,電流與波長的關系,以及頻率的關系。



      微信圖片_20210728130623.png



      VCSEL光譜圖



      微信圖片_20210728130642.jpg


      VCSEL激光器測量底座


      1、電壓與波長的關系


      微信圖片_20210728130714.jpg


      微信圖片_20210728130732.jpg


      我們給激光器加載4-18V的電壓,每2V電壓增加一個點,測量如上圖數據,我們會發現,隨著電壓的增加,波長隨著減小,減小了8nm左右,呈現負向接近線性曲線。



      2、電流與波長的關系



      微信圖片_20210728130754.jpg


      我們保持電壓恒定,電流調節,從13到25mA,每3mA測試一次,發現電流調節,波長大小變化比較大,且呈現一個正向線性曲線。


      3、加載不同頻率的變化


      微信圖片_20210728130818.jpg


      加載5V電壓,20KHz頻率波形


      微信圖片_20210728130839.jpg


      加載5V電壓,40KHz頻率波形



      微信圖片_20210728130902.jpg


      加載5V電壓,60KHz頻率波形

      微信圖片_20210728130931.jpg



      加載5V電壓,80KHz頻率波形

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      加載5V電壓,100KHz頻率波形



      微信圖片_20210728131053.jpg


      加載5V電壓,120KHz頻率波形


      微信圖片_20210728131120.png



      加載5V電壓,140KHz頻率波形


      固定給5V電壓,調整頻率值,得到以上圖形,我們的調制頻率很高,可以攜帶更多的信息,響應速度更快










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