Funktionen von VCSEL
Da der VCSEL und der kantenemittierende Laser unterschiedliche Strukturen haben, die die Variationen in ihren Eigenschaften und ihrer Leistung bestimmen, sind die Grundparameter der beiden Laser in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Vergleich von Struktur und Leistung zwischen kantenemittierendem Laser und VCSEL
Die Tabelle zeigt, dass der aktive VCSEL-Bereich klein ist und einen kurzen Hohlraum aufweist, was den Betrieb mit Single-Longitudinal-Mode und niedrigem Schwellenstrom (im Sub-Milliampere-Bereich) erleichtert. Die aktive Zone hingegen muss größer sein, um einen ausreichend hohen Gewinn zu erzielen. Der Reflexionsgrad des Hohlspiegels muss mindestens 99 Prozent betragen. Aufgrund seiner hohen Relaxationsfrequenz wird VCSEL voraussichtlich in einer Vielzahl von Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungs- und optischen Kommunikationsanwendungen eingesetzt. Die Lichtemissionsrichtung eines VCSEL verläuft senkrecht zur Oberfläche des Substrats, was eine gute seitliche Lichtfeldbegrenzung ermöglicht. Der Vollwafertest ergibt einen kreisförmigen Strahl und die Herstellung eines zweidimensionalen Arrays ist einfach. Der epitaktische Wafer kann die Produktionskosten senken, bevor der gesamte Prozess abgeschlossen ist.
Die Vorteile von VCSEL
l. Der ausgehende Strahl ist kreisförmig und weist einen geringen Divergenzwinkel auf, was die Kopplung mit optischen Fasern und anderen optischen Komponenten vereinfacht und gleichzeitig sehr effizient ist.
2. Es verfügt über die Fähigkeit zur Hochgeschwindigkeitsmodulation und kann in Hochgeschwindigkeits-Glasfaserkommunikationssystemen über große Entfernungen eingesetzt werden.
3. Da die aktive Fläche winzig ist, sind ein einzelner Longitudinalmodus und ein Betrieb mit niedrigem Schwellenwert einfach zu realisieren.
4. Der Wirkungsgrad der elektrooptischen Umwandlung könnte mehr als 50 % betragen, was eine längere Lebensdauer des Geräts bedeutet. 5. Es ist einfach, ein zweidimensionales Array zu implementieren, es auf ein paralleles optisches Logikverarbeitungssystem anzuwenden, eine Hochgeschwindigkeits-Datenverarbeitung mit großer Kapazität zu erreichen und es in Hochleistungsgeräten zu verwenden.
6. Der Chip kann getestet und das Produkt überprüft werden, bevor es verpackt wird, wodurch die Produktkosten erheblich gesenkt werden.
7. Es kann in laminierter Form eingesetzt werden optische integrierte Schaltkreise mit mikromechanischer Technologie.