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顶部的分布式布拉格反射器(DBR),以防止它发射到其他所需的波长。这就迫使激光器进行单模操作,即使在更高的工作电流下也是如此。DFB激光器主要可以通过改变温度来调谐,尽管通过脉冲DFB激光器可以获得调谐的有趣变化。在这种模式下,激光的波长在脉冲过程中迅速“啁啾”,允许快速扫描光谱区域。外腔External cavity lasers在外腔(EC)量子级联激光器中,量子级联器件作为激光增益介质。波导切面的一个或两个都有一层抗反射涂层,以克服解化面的光腔作用。然后将反射镜布置在QC装置外部的结构中,以创建光腔。如果在外腔中包含频率选择元件,就可以将激光发射减少到单一波长,甚至可以调整辐射。例如,衍 ...
光栅或分布式布拉格反射器。然而,需要在波长尺度上精确的周期结构需要更复杂的制造步骤(例如,电子束光刻),通常导致更高的成本和更低的产量。机械可移动光栅集成到外腔,使单模调谐范围宽然而,在这种配置中,波长选择和调谐需要系统集成和光学校准。因此,用简单的制造步骤就能实现单模发射的空腔是人们所需要的,并且已经用不同的几何形状进行了研究,例如直耦合法布里珀罗空腔和折叠法布里珀罗空腔。非对称MachZehnder (AMZ)干涉仪是波长选择性的理想选择,已广泛应用于光纤激光器zui近,一种新型的腔体设计,将AMZ干涉仪单片集成在QC激光器中,已经报道了单模工作,侧模抑制比(SMSR)为35dB。然而,这 ...
分布式Bragg反射器量子级联激光器(1)量子级联(QC)激光器是基于半导体的中红外光源,通过带隙工程设计,由于其紧凑的尺寸,提供了有前途的应用。工作范围大,输出功率大。尽管Fabry-Perot型QC激光器具有高产量和高成本效益,但由于端面的波长无关反射率,其光谱输出相对较宽。此外,随着注入电流的增加,由于腔内空间和光谱烧孔等非线性,谱宽一般会增加一个数量级以上。然而,在各种应用中,如医学中的激光辅助手术或防御对策中,需要窄带,高功率操作的QC激光器。在QC激光器中,通过多种方法实现ji端光谱窄化到单模工作,包括将分布式反馈(DFB)光栅集成到激光腔中,利用外腔(EC)或通过单片耦合腔设计。 ...
分布式Bragg反射器量子级联激光器(2)使用快速室温HgCdTe (MCT)检测器,在应用光栅之前和之后进行光电流-电压(LIV)测量,以确定阈值电流和峰值功率的zui终变化。激光器安装在具有ZnSl窗口的低温恒温器内,一个直径约2英寸(50毫米)的集合透镜放置在焦距之外;大约1.5英寸(38毫米)的距离。激光脊都被切割成总长度为3mm,宽度通常为8-25 μ m,光栅保持在脊宽范围内。这是为了避免暴露侧壁,从而使结构变短,而且我们相信这样做可以减少横向模式的数量,从而减少光束转向远高于阈值。图4(a)显示了应用DBR光栅前后,脊宽为30µm的不稳定激光器的LIV特性;误差条表示激光输出的时 ...
EMS分布式布拉格反射器(DBR)集成到1550 nm的苯并环丁S21烯(BCB)封装的有源VCSEL结构中。基于InP的半VCSELs通过降低RC寄生而专门设计用于高速应用。为了从本质上减少电容寄生,半导体被低K材料BCB取代。利用外部加热电流电热驱动MEMS DBR实现宽调谐。DBR由11.5层对介电材料 SiNX/ SiOy在低温等离子体增强化学气相沉积(PECVD)室中沉积而成。图1 (a) 1555 nm波长MEMS VCSEL在不同激光电流下的小信号调制响应(b) 1555 nm发射波长下共振频率fR与的D因子拟合(c)绘制了不同调谐波长下3db的Max带宽所有测量均在20°C下进 ...
上制造分布式布拉格反射器(DBR),用于光谱缩小和模式选择采用金属有机气相沉积(MOCVD)技术,在应变平衡的In0.66Ga0.34As/Al0.69In0.31As材料的InP衬底上生长激光结构。图3图2(a)为QC激光器端部在蚀刻短沟槽后的扫描电子显微镜(SEM)图像,图2(b)为用铂填充沟槽后的相同器件。首先,我们使用100 ns宽度和5 kHz重复频率的脉冲,通过测试蚀刻前后激光器的不稳定性,研究了未填充沟槽的影响。实验装置如图4的顶部插入所示,包括一个准直透镜。,焦距¼1.5英寸。另一个相同的透镜将准直光束聚焦到室温碲化汞镉(MCT)探测器上。我们从接收功率中提取斜率效率,并注意到 ...
宽可调谐1550纳米MEMSVCSEL的10gb/s直接调制(1)-简介自1977年Iga首次提出垂直腔面发射激光器(VCSEL)以来,为了使其成为光通信中具有竞争力的高速光源,已经进行了大量的发展。发射波长在850nm左右的GaAs VCSEL由于具有高调制带宽和光输出功率,已经成为部署在多模光纤局域网中的主导光源。报告的z高数据速率可达71Gb/s,适用于链路长度<100m的数据中心应用。另一方面,在1300-1600nm波长范围内发射的长波长VCSEL在电信领域也取得了显著的成熟水平。对于快速发展的应用,如计算机通信、接入网、无线基站之间的互连和通信,它们是非常有吸引力的光源。与传 ...
宽可调谐1550纳米MEMSVCSEL的10gb/s直接调制(2)-Mems容器结构与加工1.半VCSEL结构BCB MEMS可调谐VCSEL的示意图如图1所示。它主要由两部分组成:半VCSEL和MEMS DBR。半VCSEL主要由一个基于AlInGaAs的有源区、两个InP热和电流扩散层、一个埋地隧道结(BTJ)和一个固定底部DBR反射镜组成。由两个重掺杂p-AlGaInAs和n-GaInAs层组成的圆形BTJ限制了结构中心的电流,以保证有源区域具有足够高的电流密度。为了实现高斯基模的高放大,增益曲线和光模之间的重叠必须是z佳的。这只能在束腰符合BTJ半径的情况下实现。因此,由于其不同的横向 ...
宽可调谐1550纳米MEMSVCSEL的10gb/s直接调制(3)-静态特征对于静态特性,MEMS VCSEL二极管通过向顶部(非接触)和底部(p接触)触点板注入直流电流IL来电泵浦,MEMS通过向MEMS电极注入另一个直流电流Imems来驱动,如图3所示。BCB MEMS可调谐VCSEL在19mA固定偏置下的发射光谱如图4(a)所示。激光从1524nm开始,MEMS加热电流为8mA。在与激光模相邻的较低波长处可以看到被抑制的高阶横模。随着加热功率的增大,初始气隙=4.3μm也增大。因此,单模发射波长不断向更高的值移动。图4 (a)连续波(CW)下,不同MEMS加热电流下固定偏置19mA的VC ...
宽可调谐1550纳米MEMSVCSEL的10gb/s直接调制(4)-动态测量1)小信号调制响应:小信号调制响应的S21参数给出了激光动态行为的估计。在不同的偏置电流和不同的发射波长下进行了实验。散热器温度设置为20℃。该芯片的共面连接由级联地面信号40GHz探头直接连接。用接触针单独探测MEMS进行电热驱动,如图7所示。27GHz皮秒脉冲偏置电路将来自矢量网络分析仪(Agilent Technologies E5071C ENA)的高频信号与来自激光二极管控制器的直流偏置相结合。小信号功率电平设置为−7dbm。输出光与标准单模透镜光纤对接耦合。zui后,一个光电二极管(Anritsu MN47 ...
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