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單模VCSEL激光器的工作原理

閱讀:2085      發(fā)布時(shí)間:2024-7-12
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  單模VCSEL激光器是一種特殊類(lèi)型的半導(dǎo)體激光器,當(dāng)前以砷化鎵半導(dǎo)體為基礎(chǔ)材料的VCSEL居多,發(fā)射波長(zhǎng)主要為近紅外波段。其特點(diǎn)在于激光光束從激光器的頂部垂直發(fā)射出來(lái),且光束質(zhì)量高,譜線(xiàn)寬度窄,適合于需要高精確度和高穩(wěn)定性的應(yīng)用場(chǎng)景。
  單模VCSEL激光器的工作原理基于半導(dǎo)體材料的特性。當(dāng)電流通過(guò)芯片時(shí),活動(dòng)層(活性區(qū))中的電子和空穴會(huì)結(jié)合形成激發(fā)態(tài),然后放射出光子。這些光子在芯片內(nèi)部經(jīng)過(guò)多層介質(zhì)材料構(gòu)成的布拉格反射鏡(DBR)多次反射后,最終從頂端垂直發(fā)射出來(lái)。由于反射鏡的反射率非常高,可以達(dá)到99.9%以上,因此能夠有效地將光束限制在微小的垂直腔體中,形成穩(wěn)定的單模激光輸出。
  單模VCSEL激光器輸出的光束通常是對(duì)稱(chēng)的高斯光束,光束發(fā)散角小,適合與光纖或其他光學(xué)元件高效耦合。具有出光功率高,線(xiàn)寬窄以及良好的一致性,具有較長(zhǎng)的壽命和穩(wěn)定的性能,可以在惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作而不易損壞。

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