客服热线：
手机版
二维码
中国科学院的研究人员提出了一种用于单孔径和多孔径垂直腔面发射激光器(VCSEL) 的新颖设计。它可以提高输出功率，同时降低串联和差分电阻，并大大提高热稳定性，并结合单模发射。相关研究发表在IEEE Xplore上。
垂直腔面发射激光器（VCSEL）是数据中心大数据速率光互连的基础。目前，VCSEL已取代边沿发射激光器，用于500米以下的距离，这是因为它们具有在晶圆上测试的可能性等优点。由于数据中心的波长多路复用趋势和汽车应用（如短程激光雷达）的发展，VCSEL，尤其是阵列的需求最近显着增加。
最近，由中国科学院长春光学、精细机械和物理研究所（CIOMP）的Bimberg中德绿色光子学中心在IEEE Xplore上发表的一项研究报告了新型多孔径VCSEL（已获专利）的进展。多孔径VCSEL的发展带来了更大的温度翻转、更大的输出功率、更大的f3dB（决定通信比特率的决定性参数）等性能优势。该设计最近首次在德国波茨坦的 ISLC 2021 上展出。
这种新颖的设计基于从任意几何排列的多个蚀刻盲孔制造可变形状的氧化孔。氧化后，盲孔被金属填充。金属填充的盲孔有效地从器件中散热，并允许将低电阻电流注入有源区域。因此，该设备可以在很宽的温度范围和更高的频率下工作。一个台面可能包含一个或多个发射器，这些发射器仍与直径为50μm的光纤相匹配。此外，新型 MAV 制造工艺与目前的半导体制造基础设施代工厂兼容。
新型多孔径 VCSEL 需要完全重新设计才能实现最终器件。具有窄氧化物孔径的经典 VCSEL 在离散波长下显示单模发射，导致输出功率小。与经典的 VCSEL 设计相比，具有 n 个孔径的新型多孔径 VCSEL 设计可以在相同的离散波长下产生 n 个单模发射，输出功率为 n 倍，有源区的工作温度更低，f3dB 更大。
这种新型设计的另一个显着优点是输出功率大大增加的单模发射，从而将单模通信距离延长到一公里。调整光圈形状使其远离圆形将导致偏振发射。
最重要的是，单模或多模多孔径 VCSEL 将表现出更小的串联电阻（与目前的经典 VCSEL 相比）。因此，采用新型高速 CMOS 驱动电路将很容易驱动。该模块的能耗要低得多，这是迈向绿色光子学的重要一步。
