垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）,，簡稱VCSEL，是一種半導(dǎo)體激光器,，其激光垂直于頂面射出,。以砷化鎵半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)研制，不同于LED（發(fā)光二極管）和LD（激光二極管）,。結(jié)構(gòu)由鏡面,，有源層和金屬接觸層組成。兩個發(fā)射鏡分別為P型,，N型布拉格發(fā)射器,。有源區(qū)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(fā)散角,，發(fā)散角光束窄且圓；并且閾值電流低,，調(diào)制頻率高,，能達到300KHz。通過改變激光電流跟溫度可以實現(xiàn)波長調(diào)諧,。內(nèi)置TEC和PD的包裝,，它專為高速光纖通信而設(shè)計。
VCSEL激光器優(yōu)勢
7 Pin小尺寸
非球面透鏡帽
集成TEC控制溫度穩(wěn)定
輸出功率1.6mW
單模，可以通過C-L波段
具有寬譜調(diào)諧范圍：>8nm
快速波長調(diào)諧（~100KHz）
VCSEL激光器結(jié)構(gòu)
VCSEL激光的產(chǎn)生主要由三部分組成,，即激光工作物質(zhì),、泵浦源和光學諧振腔。利用泵浦源對工作物質(zhì)進行激勵,，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn),，發(fā)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(nèi)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(fā)射，從而得到穩(wěn)定,，持續(xù),，有一定功率的高質(zhì)量激光。
技術(shù)參數(shù)
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)
實驗數(shù)據(jù)
我們對于VCSEL激光器進行了相關(guān)實驗,，測量了VCSEL激光器的電壓,，電流與波長的關(guān)系，以及頻率的關(guān)系,。
1,、電壓與波長的關(guān)系
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(shù)據(jù),，我們會發(fā)現(xiàn)，隨著電壓的增加,，波長隨著減小,，減小了8nm左右，呈現(xiàn)負向接近線性曲線,。
我們保持電壓恒定，電流調(diào)節(jié),，從13到25mA,每3mA測試一次,，發(fā)現(xiàn)電流調(diào)節(jié)，波長大小變化比較大,，且呈現(xiàn)一個正向線性曲線,。
3、加載不同頻率的變化
加載5V電壓,，40KHz頻率波形
加載5V電壓,，60KHz頻率波形
加載5V電壓，80KHz頻率波形
加載5V電壓,，100KHz頻率波形
加載5V電壓,，120KHz頻率波形
加載5V電壓，140KHz頻率波形
固定給5V電壓,，調(diào)整頻率值,，得到以上圖形，我們的調(diào)制頻率很高,，可以攜帶更多的信息,，響應(yīng)速度更快
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