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垂直腔表面发射激光器(VCSELs)是关键的技术进步最近,有几个优势,边发射激光器(鳗鱼)和发光二极管(led)。新申请VCSELs每天都发现。
光学与高分辨率光谱仪,高速触发响应以及集成时间短规格要求测试VCSELs这些设备的制造商和设备集成商。世界上最值得信赖的仪器供应商支持应用程序VCSEL技术是激进的。
介绍了VCSEL的结构
是从汤姆斯光源,垂直腔面发射激光器是生长在大规模生产使用标准薄膜沉积技术。这些技术包括使用有机化学汽相淀积(金属)或分子束外延(MBE)存款电影在砷化镓砷化镓晶片。发射光的相干光束从VCSELs的表面。
的结构是由两个非常反射分布布喇格反射器(DBRs)平行于水面的镜子。它是由互层的低和高折射率屈服强度反射率的能力。DBRs通常,掺杂,以形成二极管结,他们是用来提供一个载波信号以刺激活跃地区的排放。
提供光学反馈是积极的激光载波信号传递的媒介。之间的光反射矩阵由主动激光放大介质煽动激光传播,这是可能的,在当前往返获得超过往返损失。
VCSEL激光器激光传播阈值电流低的垂直面向VCSEL的增益区域设计所需时间短于其他半导体激光器。折射性最低的DBR随后out-coupled相干光发射。
VCSEL的优势
VCSEL的垂直设计赋予了它许多优势边缘发射器。边发射激光器进行测试之前,沉积过程必须完整和元素必须从晶片冲切。制造时间和材料会被浪费,如果使用薄膜晶片或有缺陷。欧洲杯足球竞彩
相比之下,VCSELs可以大规模生产使用普通半导体薄膜沉积方法在这一过程能够被测试在众多的生产阶段。这包括晶圆测试使成千上万的VCSELs上同时处理一个3英寸晶片。这就增加了生产效率,降低成本。
VCSEL设计还允许连接的多个元素转换为二维,这是有利的,因为它增加输出功率和更大的输出孔允许更好地与光纤耦合效率,因为它会产生较低的输出光束的发散角。
VCSELs消耗更少的能量比其他激光发射装置由于分布式布拉格反射器的位置(DBRs)降低阈值电流以达到激光传播。即便如此,他们能够大功率输出。VCSELs特点,波长可防守是通过调整反射镜的厚度层活跃地区的帮助下微机电系统。
当前申请VCSEL的技术
VCSELs介绍了40年前,自那以后,他们一直在许多应用程序中使用在数以百计的市场和行业,商业和工业。今天,VCSELs到处都可以找到。信号处理是这些设备的主要功能之一,可能采取的形式传感和通信。
VCSELs——发出的信号处理能力在1310 nm和1550 nm乐队——光纤通信是至关重要的,因为它提供的光脉冲形成电磁载波可调制为了传递信号网络,有线电视和电话。(Larson)
VCSELs功能的最熟悉的和广泛使用的激光鼠标在你的电脑上(VCSEL Wiki)。其他常见的VCSEL的应用程序包括微型原子钟,激光打印机,在装备车辆防撞系统,人脸识别在移动设备上(VCSEL Wiki)。
VCSELs的未来
巴黎圣母院大学电机工程系,研究由Kitsmiller鼓手,约翰逊等人调查的使用频域散射光光谱(fd-DOS)采用近红外可调谐VCSELs为了开发一个小型系统,可以执行高分辨率深层组织在非侵入性的生物医学成像扫描。
有技术限制无创监测的发展,尤其是可穿戴传感器,由于商业可用性的微型光源能产生一致的近红外光在第一个生物诊断窗口650 nm和1350 nm之间。
精度、灵敏度和空间分辨率可以增加了光谱的内容,然而,系统的规模和复杂性可以被添加到的激光或LED组件。这种竞争的客观发展手持和可穿戴传感器和监控设备。
先锋派的光谱仪VCSEL制造和测试
众多VCSEL制造商和集成商使用旅行车AvaSpec仪器为了测试这些设备的性能。三个常用的光谱仪VCSEL表征AvaSpec-ULS4096CL-EVO,AvaSpec-ULS3648-USB2,新Mini4096CL。很多客户已经发现这些仪器构成一个可行的替代更昂贵的光学频谱分析仪(OSA)他们的许多常见VSEL测试。
现今很多VCSELs产生近红外发射。高分辨率光栅(1200或1800槽/毫米)了在近红外光谱中常见的这些工具配置。5 - 10微米或缝提供最高的分辨率可以用礼貌的固有的力量被测设备。然而,这可能导致某种程度的信号衰减。客户引用以下的一些重要的这些乐器的优点:简单的软件集成,适当的敏感性使高速环时间测试、高分辨率和像素计数。
一系列典型的VCSEL的光谱仪测量的参数用于该应用程序。这些参数包括质心、光谱峰值波长、侧模式抑制率,RMS频谱带宽,全宽一半最大的应用)。AvaSpec范围的仪器非常适合处理这种源类型,因为某些VCSELs在脉冲模式。无论是AS7010 USB3 /以太网和AS5216 USB2电路板能够控制集成的窗口发送或接收脉冲信号的TTL外部触发器。
旅行车的一系列光学采样配件——包括积分球和余弦校正技术以及光纤插入线——提供的手段收集光发射VCSEL的设备接口,无论大小或电力的设备。
结论
关于VCSEL测试和表征,负担得起的替代群是光谱仪所提供的。的AvaSpec范围的光谱分析仪提供高速、高灵敏度和高分辨率的特征使其适合这个应用程序。与生产的集成软件是由简单的容易实现DLL库。
资源和进一步阅读
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