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O nome completo do VCSEL é Laser Emissor de Superfície Vertical-Cavity, que é um tipo deLaser semicondutor... Atualmente, a maioria dos VCSELs são baseados em semicondutores de arsenieto de gálio, e o comprimento de onda de emissão é principalmente noInfravermelho próximoBanda. É um laser que emite luz laser perpendicular à superfície do substrato. Vários lasers podem ser organizados em várias direções no substrato para formar uma fonte de luz paralela ou uma fonte de luz de matriz de área. É uma das principais fontes de luz no campo da comunicação de fibra óptica ou detecção óptica.
VCSEL é um tipo de laser semicondutor. Seu princípio de funcionamento é essencialmente o mesmo que o de outros lasers semicondutores, mas existem algumas diferenças no projeto estrutural, como a diferença entre a superfície de saída do laser e o laser semicondutor emissor de borda. Laser é um termo geral para gerar osciladores ópticos e amplificadores ópticos usando emissão estimulada por fótons causada por transições elétron-ópticas em semicondutores. A geração de laser também precisa atender às três condições básicas a seguir: 1. Estabelecer a distribuição de inversão de transportadoras na região ativa 2. Um ressonador adequado permite que a radiação estimulada seja alimentada várias vezes para formar uma oscilação do laser; 3. fornecer uma injeção de corrente suficientemente forte para que o ganho óptico é maior do que ou igual à soma de várias perdas e atende a uma determinada condição de limiar de corrente.
Primeiro, a camada ativa é muito pequena, de modo que um limiar de trabalho muito baixo pode ser obtido. Se a tecnologia do material for desenvolvida, pode-se esperar que um limiar muito baixo ou mesmo nenhum dispositivo emissor de luz limiar;
Em segundo lugar, o comprimento de onda e o limiar são relativamente insensíveis às mudanças de temperatura (é claro, o próprio VCSEL também é um tipo de laser semicondutor, portanto, não pode escapar do destino da influência da temperatura nele. O coeficiente de deriva de temperatura de seu comprimento de onda em relação às mudanças de temperatura é de cerca de 0,06 nm/nm, que é muito menor do que 0,3 nm/dc do laser FP.);
Em terceiro lugar, a magnitude do comprimento da cavidade é semelhante ao comprimento de onda, ou mesmo menor (magnitude de meio comprimento de onda), de modo que o intervalo de modo longitudinal longitudinal é grande e a saída de modo único pode ser realizada;
Em seguida, uma maior frequência de oscilação de relaxamento pode ser obtida, alcançando assim uma maior frequência de modulação;
Em quinto lugar, ponto de luz circular de saída, fácil de casal com fibra óptica;
Em sexto lugar, o pacote é simples e pode formar uma matriz de laser bidimensional;
Em sétimo lugar, a vida útil esperada é de 100.000 horas e acima.
Com a penetração da comercialização VCSEL em vários campos de comunicação óptica, a fim de atender a aplicação em vários cenários, por um lado, alta velocidade, baixo consumo de energia, e ampla faixa de temperatura operacional tornaram-se uma nova direção para a otimização e desenvolvimento de VCSELs de comunicação óptica. Os lasers VCSEL têm alta largura de banda de modulação e taxa de transmissão em comunicação; menor consumo de energia; maior densidade de canal de transmissão e tecnologia de modulação multinível; faixa de temperatura operacional mais ampla; banda de cobertura mais ampla. Por outro lado, os VCSELs começaram a mostrar suas vantagens no consumo de energia, custo de fabricação, integração, dissipação de calor, etc., devido às suas características estruturais únicas, e são amplamente utilizados em campos industriais e eletrônicos de consumo, tornando-se o queridinho da detecção óptica de infravermelho próximo em vários campos.
