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垂直腔面发射激光器技术特性
资料介绍
一、结构特性
VCSEL采用垂直于衬底表面的光输出结构，与传统边发射激光器（EEL）的平行出光方向形成显著差异。其核心结构由顶部分布式布拉格反射镜（DBR）、活性区、底部DBR及衬底构成，其中DBR通常由20-40对高低折射率材料交替生长而成，反射率可达99%以上。活性区多采用多量子阱（MQW）结构，通过量子限制效应实现高效光发射，典型厚度仅为数百纳米，整体芯片尺寸通常在50-200μm量级，具有微型化优势。
二、光学特性
1. 光束质量
输出光束呈圆形对称 TEM00基模，发散角通常为10°-30°，远小于边发射激光器的椭圆光斑。通过优化DBR结构和氧化孔径，可实现近衍射极限的光束质量，光束参数乘积（BPP）一般小于1.5 mm·mrad，适合光纤耦合及短距离光学系统集成。
2. 波长特性
主流商用VCSEL波长覆盖850 nm、940 nm、1310 nm等波段，其中850 nm波段因GaAs材料体系成熟，广泛应用于数据通信；940 nm波段在消费电子（如人脸识别）领域占主导。通过调整量子阱材料组分（如InGaAs/GaAs）和应变工程，可实现波长调谐范围达±20 nm，温度系数约为0.06 nm/℃。
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