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高温工作垂直腔面发射半导体激光器现状与未来(特邀) 被引量：10
1
作者 张建伟 宁永强 +5 位作者 张星 周寅利 陈超 吴昊 秦莉 王立军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期1-20,共20页
垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)具有可调控的光斑形貌、易于二维集成、窄光谱宽度、尺寸小等独特优势,尤其是VCSEL激光器高的波长温度稳定性与无腔面损伤特性,在工作温度要求苛刻的高温环境下具有极为优秀的工作表现。介绍了VCSEL激... 垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)具有可调控的光斑形貌、易于二维集成、窄光谱宽度、尺寸小等独特优势,尤其是VCSEL激光器高的波长温度稳定性与无腔面损伤特性,在工作温度要求苛刻的高温环境下具有极为优秀的工作表现。介绍了VCSEL激光器的结构原理,对VCSEL激光器在高温工作时激光腔模与增益的温度稳定特性进行了分析。对量子精密测量碱金属原子泵浦高温VCSEL激光器进行分析,并对其国内外发展历程与进展现状进行了介绍;分析数据中心能耗问题带来的高温高速VCSEL激光器需求,并对850 nm与980 nm两个波段的高温高速VCSEL发展历程进行了介绍;最后对高温工作VCSEL激光器未来的发展方向进行了总结展望。 展开更多
关键词 垂直腔面发射半导体激光器 高温工作 模式调控 原子传感 数据中心
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多量子阱垂直腔面发射半导体激光器的速率方程分析 被引量：9
2
作者 潘炜 张晓霞 +2 位作者 罗斌 吕鸿昌 陈建国 《量子电子学报》 CAS CSCD 1999年第4期324-328,337,共6页
依据多量子阱垂直腔面发射半导体激光器（VCSELs）的结构特点，并考虑到腔量子电动力学中自发辐射增强效应，建立了多量子阱VCSELs的速率方程，并给出了其方程的严格解析解．在此基础之上，讨论了VCSELs的稳态特性，并与普通开腔和三维... 依据多量子阱垂直腔面发射半导体激光器（VCSELs）的结构特点，并考虑到腔量子电动力学中自发辐射增强效应，建立了多量子阱VCSELs的速率方程，并给出了其方程的严格解析解．在此基础之上，讨论了VCSELs的稳态特性，并与普通开腔和三维封闭腔中的结果进行了比较．给出了VCSELs中阈值电流密度，光输出和自发辐射与器件结构参数（阱层数，阱宽和势垒厚度）之间的依赖关系．这对于VCSELs的理论研究和优化器件结构将会有所裨益． 展开更多
关键词 垂直腔面发射 半导体激光器 VCSELS 速率方程
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基于垂直腔面发射半导体激光器的自混合测速实验 被引量：9
3
作者 吕亮 张可 +4 位作者 戴绩俊 朱军 甄胜来 郝文良 俞本立 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期23-28,共6页
针对激光自混合速度传感应用,采用新型垂直腔面发射激光器作为自混合干涉系统光源,对采用不同散射表面类型和工作电流所获得的自混合测速实验结果进行了研究。研究结果表明,黑色相纸材质的散射表面会对自混合信号产生不利影响;选择激光... 针对激光自混合速度传感应用,采用新型垂直腔面发射激光器作为自混合干涉系统光源,对采用不同散射表面类型和工作电流所获得的自混合测速实验结果进行了研究。研究结果表明,黑色相纸材质的散射表面会对自混合信号产生不利影响;选择激光器的工作电流在阈值电流1~1.4倍时能获得较大且稳定的自混合信号。考虑该测速系统实际应用中存在开机预热时间,讨论了激光自混合系统的开机重复度。结果表明,开机后17 s左右,频率计计量的多普勒频率趋于准确和稳定。此研究结果可为垂直腔面发射半导体激光器自混合测速系统的光源选择和参数优化提供指导。 展开更多
关键词 光学测量 垂直腔面发射激光器 自混合效应 速度测量仪
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垂直腔面发射半导体激光器腔模位置对器件输出波长的影响研究
4
作者 梁静 贾慧民 +5 位作者 苏瑞巩 唐吉龙 房丹 冯海通 张宝顺 魏志鹏 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2482-2487,共6页
为得到高温环境下894. 6 nm稳定波长激光输出的垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL),设计并制备了腔模位置不同的VCSEL芯片;通过对VCSEL腔模位置、输出波长和温漂系数的测试分析,研究了腔模位置对器件输出波长的影响,发现腔模位置与输出波... 为得到高温环境下894. 6 nm稳定波长激光输出的垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL),设计并制备了腔模位置不同的VCSEL芯片;通过对VCSEL腔模位置、输出波长和温漂系数的测试分析,研究了腔模位置对器件输出波长的影响,发现腔模位置与输出波长具有线性对应关系。设计了腔模位置在890.5 nm的VCSEL外延片结构,经工艺制备得到了85℃高温环境下894.6 nm稳定波长激光输出的VCSEL芯片。实验结果表明,通过调控腔模位置可得到目标波长激光输出的VCSEL芯片,该研究为研制其他波段稳定波长激光输出的垂直腔面发射激光器奠定了基础。 展开更多
关键词 垂直腔面发射半导体激光器 腔模位置 输出波长 光学厚度 反射带宽
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新型垂直腔面发射半导体激光器阵列 被引量：4
5
作者 刘文莉 钟景昌 晏长岭 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期519-525,共7页
设计出四次质子注入工艺制备垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列的方法,实现了对阵列中单元器件间的隔离以及对单元器件注入电流限制的分别作用。一方面通过对VCSEL外延片上分布布拉格反射镜(DBR)两次较浅的质子注入形成高电阻区域实现对阵... 设计出四次质子注入工艺制备垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列的方法,实现了对阵列中单元器件间的隔离以及对单元器件注入电流限制的分别作用。一方面通过对VCSEL外延片上分布布拉格反射镜(DBR)两次较浅的质子注入形成高电阻区域实现对阵列中单元器件间的隔离,另一方面通过再次的两次较深度的可以达到有源区上表面的质子注入形成高电阻区域实现对单元器件注入电流的限制。由瞬态热传导方程对阵列中单元器件间的热相互作用进行了理论分析。采用四次质子注入工艺实现了2×2、3×3简单的二维GaAs/A lGaAs量子阱VCSEL阵列,并对器件的激射近场、光谱特性及功率等进行了测量。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器 激光器阵列器件 质子注入
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多有源区垂直腔面发射半导体激光器的特性分析 被引量：2
6
作者 朱文军 郭霞 +3 位作者 廉鹏 邹德恕 高国 沈光地 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期35-38,共4页
提出了一种多有源区隧道再生应变量子阱垂直腔面半导体激光器(VCSEL)结构,其微分量子效率可以大于1,并且可以得到阈值电流小、输出功率大的器件。从理论上得到了针对这种结构的以固定输入电流及串联电阻为参数的最优化分布式布喇格反射... 提出了一种多有源区隧道再生应变量子阱垂直腔面半导体激光器(VCSEL)结构,其微分量子效率可以大于1,并且可以得到阈值电流小、输出功率大的器件。从理论上得到了针对这种结构的以固定输入电流及串联电阻为参数的最优化分布式布喇格反射镜(DBR)的反射率。从理论上证实了这种结构随着有源区数目的增加能大大提高输出功率,并能极大降低阈值电源密度。 展开更多
关键词 多有源区 隧道再生 垂直腔面发射激光器 分布式布喇格分射镜 反射率 量子阱 半导体激光器 特性分析
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氧气传感760 nm垂直腔面发射半导体激光器
7
作者 刘天娇 徐玥辉 +9 位作者 张建伟 张星 张卓 宫玉祥 周寅利 慕京飞 陈超 吴昊 宁永强 王立军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期441-449,共9页
在国内首次报道了氧气传感专用760 nm单模、波长可调谐的垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser,VCSEL),详细报道了760 nm VCSEL设计方法与器件制备结果。通过分析AlGaAs量子阱的增益特性,确定了量子阱组分及厚度参... 在国内首次报道了氧气传感专用760 nm单模、波长可调谐的垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser,VCSEL),详细报道了760 nm VCSEL设计方法与器件制备结果。通过分析AlGaAs量子阱的增益特性,确定了量子阱组分及厚度参数,并设计了室温下增益峰与腔模失配为10 nm的VCSEL激光器结构,完成了VCSEL结构的器件制备。VCSEL激光器在工作温度25℃时单模功率超过2 mW,此时边模抑制比为28.1 dB,发散角全角为18.6°。随着工作电流增加,VCSEL激光器的发散角随之增加,然而激光远场光斑仍然为高斯形貌的圆形对称光斑。通过调节VCSEL激光器的工作温度与工作电流,实现了VCSEL单模激光波长从758.740 nm至764.200 nm的近线性连续调谐,VCSEL工作在15~35℃时激光波长的电流调谐系数由1.120 nm/mA变至1.192nm/mA;温度调谐系数由0.072 nm/℃变至0.077 nm/℃。在两个氧气特征吸收波长附近,VCSEL激光的边模抑制比分别达到了32.6 dB与30.4 dB。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器 单模工作 波长调谐 氧气传感
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基于SiO_(2)/ZnS的宽带反射镜垂直腔面发射激光器研究
8
作者 闫晓东 苏金宝 +3 位作者 吴博 刘莹 邓军 解意洋 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期155-164,共10页
研究了具有SiO_(2)/ZnS宽带反射镜的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。通过仿真分析了SiO_(2)/ZnS材料组合的分布式布拉格反射镜(DBR)结构,结果表明该DBR结构可通过较少周期数实现宽反射带特性。通过磁控溅射技术在室温下沉积SiO_(2)/ZnS DBR... 研究了具有SiO_(2)/ZnS宽带反射镜的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。通过仿真分析了SiO_(2)/ZnS材料组合的分布式布拉格反射镜(DBR)结构,结果表明该DBR结构可通过较少周期数实现宽反射带特性。通过磁控溅射技术在室温下沉积SiO_(2)/ZnS DBR,反射谱测试结果显示,SiO_(2)/ZnS DBR的反射带宽可达209 nm。同时,在VCSEL器件表面沉积了中心波长为850 nm的DBR结构,所制备的VCSEL在室温下的阈值电流为0.5 mA,峰值功率为1.55 mW。DBR中心波长偏移50 nm以上的器件依旧可以实现稳定激光输出,且不影响其P-I-V特性和光谱特性。文中研究的宽带DBR拥有较大的波长容差,显著降低了DBR生长过程中的工艺精度要求,使得宽带反射镜VCSEL的设计与制造更加灵活。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器 宽带布拉格反射镜 SiO_(2)/ZnS 磁控溅射
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高功率1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器
9
作者 张志军 陈贺 +8 位作者 张卓 刘志君 张建伟 杜子业 周寅利 张星 陈超 宁永强 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1531-1538,共8页
针对目前激光医疗、食品药品检测等领域对橙黄色激光的应用需求,开展了高功率基频光1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)研究。提出激光谐振腔内大尺寸基模光斑外腔结构,使VECSEL腔内模式匹配较大泵浦光斑尺寸,实现了高功率激光... 针对目前激光医疗、食品药品检测等领域对橙黄色激光的应用需求,开展了高功率基频光1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)研究。提出激光谐振腔内大尺寸基模光斑外腔结构,使VECSEL腔内模式匹配较大泵浦光斑尺寸,实现了高功率激光输出;提出增益峰-腔模失谐结构,增益峰与腔模温漂系数不同,高泵浦功率下具有良好的增益峰-腔模匹配,实现高泵浦功率工作下的激光波长稳定控制。制备的VECSEL器件在1150 nm激光波长的输出功率达到9.38 W,并获得良好的圆形对称的输出光斑形貌,光斑在正交方向上的发散角分别为7.3°和7.5°。 展开更多
关键词 半导体激光器 垂直外腔面发射半导体激光器 增益芯片 应变量子阱
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光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究进展 被引量：6
10
作者 宗楠 李成明 +2 位作者 陈亚辉 崔大复 许祖彦 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期785-789,共5页
近年来,光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器由于其光束质量好、可实现大功率输出,受到了广泛的关注。在介绍其基本工作原理的基础上,综述了不同波段光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究现状与进展,并分析、讨论了实现高功率光泵垂直... 近年来,光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器由于其光束质量好、可实现大功率输出,受到了广泛的关注。在介绍其基本工作原理的基础上,综述了不同波段光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究现状与进展,并分析、讨论了实现高功率光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器面临的主要问题及解决方案。 展开更多
关键词 光泵浦 垂直扩展腔面发射半导体激光器 高功率 激光显示
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920nm光抽运垂直外腔面发射半导体激光器结构设计(英文) 被引量：11
11
作者 梁雪梅 吕金锴 +3 位作者 程立文 秦莉 宁永强 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期79-85,共7页
设计并优化了一种用808nm的大功率激光二极管为抽运光源,In0.09Ga0.91As量子阱结构为增益介质的920nm光抽运半导体垂直外腔面发射激光器。运用有限元方法,对激光器的电特性方程和光特性方程求自洽解,计算了器件各种特性参量。分析了单... 设计并优化了一种用808nm的大功率激光二极管为抽运光源,In0.09Ga0.91As量子阱结构为增益介质的920nm光抽运半导体垂直外腔面发射激光器。运用有限元方法,对激光器的电特性方程和光特性方程求自洽解,计算了器件各种特性参量。分析了单个周期内不同阱的个数(1,2和3)、不同阱深、不同垒宽、不同非吸收层组分、不同非吸收层尺寸条件下,器件性能的改变,特别是模式、阈值和光-光转换效率的改变,从而选择一个最佳的结构。 展开更多
关键词 半导体激光器 结构设计 有限元 垂直外腔面发射激光器 光抽运
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新型光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器 被引量：8
12
作者 宋晏蓉 郭晓萍 +5 位作者 王勇刚 陈檬 李港 于未茗 胡江海 张志刚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1448-1450,共3页
用量子阱技术生长的半导体材料作激光增益介质,Al GaAs/GaAs对做布喇格反射镜,并以简单的平凹腔做谐振腔,半导体激光器作泵浦源,制作出了光泵垂直外腔面发射半导体激光器.在抽运功率1.5W时,得到了中心波长1005nm、最大输出功率40mW的激... 用量子阱技术生长的半导体材料作激光增益介质,Al GaAs/GaAs对做布喇格反射镜,并以简单的平凹腔做谐振腔,半导体激光器作泵浦源,制作出了光泵垂直外腔面发射半导体激光器.在抽运功率1.5W时,得到了中心波长1005nm、最大输出功率40mW的激光,光-光转换效率2.7%. 展开更多
关键词 面发射半导体激光器 光泵浦 量子阱 增益芯片
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垂直腔表面发射半导体激光器的PSPICE模型 被引量：3
13
作者 甄志强 赵晓艳 +1 位作者 汤正新 闫海涛 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第5期98-100,共3页
建立了一个垂直腔表面发射半导体激光器(VCSEL)的等效电路模型,该模型以半导体激光器的速率方程为基础,将速率方程表征为由线性电路元件组成的等效电路模型。并通过通用电路模型分析软件(如PSPICE)对与其相关的简单电子电路进行分析和计... 建立了一个垂直腔表面发射半导体激光器(VCSEL)的等效电路模型,该模型以半导体激光器的速率方程为基础,将速率方程表征为由线性电路元件组成的等效电路模型。并通过通用电路模型分析软件(如PSPICE)对与其相关的简单电子电路进行分析和计算,验证了该模型的适用性与准确性。 展开更多
关键词 垂直腔表面发射半导体激光器 速率方程 电路模型
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一种新型垂直外腔面发射半导体激光器 被引量：1
14
作者 王勇刚 马骁宇 +1 位作者 江李 张志刚 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期406-408,共3页
概述了近几年国外发展起来的一种新型半导体激光器光源:垂直外腔面发射激光器,详细介绍了它在光束质量方面的优点,研制方法以及工艺上的特点。
关键词 半导体激光器 垂直外腔面发射激光器 光束质量 倍频 锁模
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大功率垂直腔面发射激光器阵列的热优化
15
作者 夏宇祺 慕京飞 +11 位作者 周寅利 张星 张建伟 陈超 苑高辉 张卓 刘天娇 白浩鹏 徐玥辉 孙晶晶 宁永强 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期970-977,共8页
提出了一个新的参数——温度影响因子,其统筹考虑了垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列单元之间的间距、氧化孔径尺寸、单元的数量和输入电流,并可用于表征阵列受热串扰影响程度。在此基础上,基于Python设计了VCSEL阵列的优化布局算法,并建... 提出了一个新的参数——温度影响因子,其统筹考虑了垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列单元之间的间距、氧化孔径尺寸、单元的数量和输入电流,并可用于表征阵列受热串扰影响程度。在此基础上,基于Python设计了VCSEL阵列的优化布局算法,并建立了热电耦合模型,验证了优化布局对温度特性的优化效果,与常规布局相比,优化阵列内部温升显著降低。另外,在固定电流密度和发光面积的条件下,同时减小氧化孔径尺寸和增加单元数可以有效地改善VCSEL阵列的温度特性。10μm氧化孔径的平均温度比30μm氧化孔径的平均温度低28 K。研究结果表明,本文所提出的VCSEL阵列优化方案有效减低了热串扰的影响,通过对温度影响因子中各变量的分析,可以为VCSEL阵列的设计提供指导。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器 热串扰 阵列设计 COMSOL热电仿真
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大面积高功率940 nm光子晶体面发射激光器
16
作者 唐英翔 王超 +8 位作者 肖垚 张志成 罗晨 仲崇喜 张燕 赵武 李顺峰 王文鑫 王俊 《发光学报》 北大核心 2025年第4期713-720,共8页
光子晶体面发射激光器(PCSEL)可以利用带边谐振效应实现大面积相干振荡,是一种能实现高亮度单模激射的新型半导体激光器。这使得PCSEL在激光雷达与3D传感等领域具有很好的应用前景。本文设计了一种正方单晶格非对称锥形空气孔结构的PCS... 光子晶体面发射激光器(PCSEL)可以利用带边谐振效应实现大面积相干振荡,是一种能实现高亮度单模激射的新型半导体激光器。这使得PCSEL在激光雷达与3D传感等领域具有很好的应用前景。本文设计了一种正方单晶格非对称锥形空气孔结构的PCSEL,通过增加光子晶体占空比提高基模与高阶模之间的阈值差异,实现大模式面积下高功率单模激光输出。实验表明,研制的940 nm PCSEL在10μs脉冲泵浦下输出功率达到5.1 W,斜率效率达到0.43 W/A,其远场光斑呈现出1°发散角的单瓣分布,并具有80%偏振度的线偏振特性;进一步地,在5 ns脉冲条件下,其输出功率高达35 W。该器件的研发可为激光雷达系统提供良好的光源。 展开更多
关键词 光子晶体面发射半导体激光器 高功率 非对称锥形
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面发射激光器的高速性能研究
17
作者 陈钊 李惠 +4 位作者 钟础宇 张幸 苗威 王彬 张帅一 《激光技术》 北大核心 2025年第1期74-78,共5页
为了简化工艺,提高面发射激光器的调制带宽与数据传输速率,采用多量子阱有源区设计、介质平面化工艺制备、氧化约束限制等方法,制备了一种发射波长为850 nm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。工艺上采用低介电常数的聚酰亚胺(PI)进行平面化... 为了简化工艺,提高面发射激光器的调制带宽与数据传输速率,采用多量子阱有源区设计、介质平面化工艺制备、氧化约束限制等方法,制备了一种发射波长为850 nm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。工艺上采用低介电常数的聚酰亚胺(PI)进行平面化,而非高速VCSEL芯片上常用的苯并环丁烯,研究了基于PI胶平面化工艺的高速器件的寄生响应。结果表明,在低偏置电流下,具有3μm氧化孔径的VCSEL显示出最大调制带宽为25.2 GHz,谐振频率为24.3 GHz,寄生截止频率为13.2 GHz,调制电流效率因子为22.726 GHz/mA^(1/2),D因子为19.670 GHz/mA^(1/2),阈值电流和微分电阻分别达到0.27 mA和215.965Ω,最大光输出功率为0.9 mW;PI方案可用于调制带宽为25 GHz及以下的产品。这一结果对简化工艺、提高面发射激光器的数据传输速率具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 激光器 垂直腔面发射激光器 高速调制 聚酰亚胺平面化 简化工艺
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封装方式对垂直腔面发射激光器热特性的影响及优化
18
作者 张玮 王延靖 +4 位作者 佟海霞 王子烨 陆寰宇 王品尧 佟存柱 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1371-1379,共9页
垂直腔面发射激光器(VCSEL)易于片上集成,是激光雷达、安防照明等系统中的关键光电子器件。但VCSEL器件内部严重的自发热现象会影响器件的输出功率、高速特性和稳定性等,因此VCSEL热管理技术极具重要性,采用优化的封装方式能够有效增加V... 垂直腔面发射激光器(VCSEL)易于片上集成,是激光雷达、安防照明等系统中的关键光电子器件。但VCSEL器件内部严重的自发热现象会影响器件的输出功率、高速特性和稳定性等,因此VCSEL热管理技术极具重要性,采用优化的封装方式能够有效增加VCSEL的热耗散,是改善VCSEL热性能的重要方法。本文基于有限元(Finite-element method,FEM)计算模型,对不同封装方式和器件表面采用覆盖铜薄层的VCSEL热特性进行数值分析。仿真结果表明,相较于顶出光封装方式,衬底出光(完全刻蚀上下DBR)的倒装焊封装能够有效降低有源区温度,下降超56%。随着器件台面直径逐渐增大,采用顶出光封装方式的器件温度和热阻显著下降,温度下降约50℃,热阻下降超3.25 K/mW;而完全刻蚀上下DBR结构且采用倒装焊封装方式和仅刻蚀PDBR结构且倒装焊封装方式的器件温度和热阻则均呈缓慢上升趋势,器件温度上升约2℃,热阻上升约0.15 K/mW。在器件台面、侧壁及衬底上表面覆盖一层铜可有效降低有源区温度和改善热阻,当覆铜层厚度为3μm时,有源区温度下降43%,热阻下降1.9 K/mW。本文分析了封装方式对VCSEL热特性的影响并提出相应的优化方案,对VCSEL的有效散热封装具有指导意义。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器(VCSEL) 热特性 温度 热阻
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光泵磁力仪中垂直腔面发射激光器激光波长锁定
19
作者 骆曼箬 李绍良 +3 位作者 黄艺明 张弛 吴招才 刘华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期438-448,共11页
针对光泵磁力仪(OPM)对小型化、低功耗以及激光光源波长稳定性的要求,提出一套垂直腔面发射激光器激光波长锁定控制方案.所提基于多普勒吸收的光反馈波长锁定方案以133 Cs原子D1线F_(g)=4→F_(e)=3超精细能级跃迁波长为参考波长,OPM的... 针对光泵磁力仪(OPM)对小型化、低功耗以及激光光源波长稳定性的要求,提出一套垂直腔面发射激光器激光波长锁定控制方案.所提基于多普勒吸收的光反馈波长锁定方案以133 Cs原子D1线F_(g)=4→F_(e)=3超精细能级跃迁波长为参考波长,OPM的原子蒸汽气室同时作为波长锁定的工作气室,无需任何额外装置即可将激光波长锁定在该D1线跃迁波长.使用数字比例积分微分控制与模糊控制算法进行激光的温度控制,使温度波动在±0.005℃内;采用基于电流镜的激光电流驱动方案,使电流波动在±50 nA内,为激光波长锁定提供了良好的硬件基础.最后,在实验室环境下实现OPM长达2 h的稳定信号输出. 展开更多
关键词 光泵磁力仪 垂直腔面发射激光器 波长锁定 激光稳频
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车用垂直腔面发射激光器模组整板金锡共晶焊接工艺
20
作者 周浩 吴丰顺 +3 位作者 周龙早 孙平如 魏冬寒 张志超 《半导体技术》 北大核心 2024年第1期50-55,102,共7页
激光雷达及飞行时间(ToF)传感器中垂直腔面发射激光器(VCSEL)模组使用的银胶固晶工艺存在银迁移及硫化问题,亟需开发一种可靠性高并可量产的整板金锡共晶焊接工艺。以单颗焊接模式下单因素实验及正交实验为基础,借助Ansys热仿真工具,探... 激光雷达及飞行时间(ToF)传感器中垂直腔面发射激光器(VCSEL)模组使用的银胶固晶工艺存在银迁移及硫化问题,亟需开发一种可靠性高并可量产的整板金锡共晶焊接工艺。以单颗焊接模式下单因素实验及正交实验为基础,借助Ansys热仿真工具,探究整板焊接中基板与压头之间合适的匹配温度。单因素控制变量实验发现,固晶芯片推力随共晶温度、压头行程、共晶时间的增加先增大后减小,正交实验得到最佳工艺参数为共晶温度320℃、压头行程500μm、共晶时间4 s。采用优选工艺参数500μm、4 s、270~350℃进行整板焊接,平均固晶芯片推力为821 N,相较银胶固晶工艺提高了139%。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器(VCSEL)模组 金锡共晶焊料 整板焊接 正交实验 有限元模拟
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