ليزر VCSEL

الاسم الكامل لـ VCSEL هو ليزر ينبعث منه سطح تجويف رأسي ، وهو نوع منليزر شبه موصل. في الوقت الحالي ، تعتمد معظم VCSELs على أشباه الموصلات زرنيخيد الغاليوم ، ويكون طول الموجة للانبعاث بشكل رئيسي فيالأشعة تحت الحمراء القريبةالفرقة. إنه ليزر ينبعث منه ضوء ليزر عمودي على سطح الركيزة. يمكن ترتيب ليزر متعددة في اتجاهات متعددة على الركيزة لتشكيل مصدر ضوء موازي أو مصدر ضوء صفيف منطقة. إنه أحد مصادر الإضاءة الرئيسية في مجال اتصالات الألياف الضوئية أو الاستشعار البصري.

مبدأ عمل VCSEL

VCSEL هو نوع من ليزر أشباه الموصلات. مبدأ عملها هو أساسا نفس ليزر أشباه الموصلات الأخرى ، ولكن هناك بعض الاختلافات في التصميم الهيكلي ، مثل الفرق بين سطح خرج الليزر وليزر أشباه الموصلات الباعث للحافة. الليزر هو مصطلح عام لتوليد المذبذبات الضوئية ومكبرات الصوت البصرية باستخدام الانبعاثات المحفزة للفوتون الناجمة عن التحولات الإلكترونية الضوئية في أشباه الموصلات. يحتاج جيل الليزر أيضًا إلى تلبية الشروط الأساسية الثلاثة التالية: 1. إنشاء توزيع انعكاس الناقلات في المنطقة النشطة 2. يسمح مرنان مناسب بتغذية الإشعاع المحفز عدة مرات لتشكيل تذبذب ليزر ؛ 3. توفير حقن تيار قوي بما فيه الكفاية بحيث يكون الكسب البصري أكبر من أو يساوي مجموع الخسائر المختلفة ويلبي حالة عتبة حالية معينة.

مزايا ليزر الأشعة تحت الحمراء

• أولاً ، الطبقة النشطة صغيرة جدًا ، بحيث يمكن الحصول على عتبة عمل منخفضة جدًا. إذا تم تطوير تكنولوجيا المواد ، يمكن توقع وجود حد منخفض للغاية أو حتى لا يوجد جهاز باعث للضوء ؛

• ثانيًا ، الطول الموجى والعتبة غير حساسين نسبيًا للتغيرات في درجات الحرارة (بالطبع ، VCSEL نفسه هو أيضًا نوع من ليزر أشباه الموصلات ، لذلك لا يمكنه الهروب من مصير تأثير درجة الحرارة عليه. معامل انحراف درجة الحرارة والطول الموجى بالنسبة لتغيرات درجة الحرارة هو حوالي ، نانومتر/درجة مئوية ، وهو أصغر بكثير من ، ، نانومتر/درجة مئوية من ليزر FP.) ؛

• ثالثا ، حجم طول التجويف مشابه لطول الموجة ، أو أصغر (حجم نصف الطول الموجي) ، وبالتالي فإن الفاصل الزمني الطولي كبير ، ويمكن تحقيق خرج الطولي الفردي ؛

• إيابا ، يمكن الحصول على تردد تذبذب استرخاء أكبر ، وبالتالي تحقيق تردد تعديل أعلى ؛

• الخامس ، بقعة ضوء دائرية صادرة ، سهلة للزوجين مع الألياف البصرية.

• سادسا ، الحزمة بسيطة ويمكن أن تشكل صفيف ليزر ثنائي الأبعاد ؛

• سابعًا ، تبلغ مدة الحياة العملية المتوقعة + ساعات فما فوق.

تطبيقات VCSEL

مع اختراق تسويق VCSEL في مختلف مجالات الاتصالات البصرية ، من أجل تلبية التطبيق في سيناريوهات مختلفة ، من ناحية ، السرعة العالية ، استهلاك الطاقة المنخفض ، وأصبح نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع اتجاهًا جديدًا لتحسين وتطوير الاتصالات البصرية VCSELs. ليزر VCSEL له عرض نطاق تعديل عالي ومعدل إرسال في الاتصالات ؛ استهلاك أقل للطاقة ؛ كثافة قناة إرسال أعلى وتكنولوجيا تعديل متعددة المستويات ؛ نطاق درجة حرارة التشغيل الأوسع ؛ نطاق تغطية أوسع. من ناحية أخرى ، بدأت VCSELs في إظهار مزاياها في استهلاك الطاقة ، وتكلفة التصنيع ، والتكامل ، وتبديد الحرارة ، وما إلى ذلك بسبب خصائصها الهيكلية الفريدة ، وتستخدم على نطاق واسع في المجالات الإلكترونية الصناعية والاستهلاكية ، لتصبح محبوبة الاستشعار البصري بالأشعة تحت الحمراء القريبة في مختلف المجالات.