PCSEL 是激光生產(chǎn)的未來

PCSEL 是一種新型半導(dǎo)體激光器。他們利用二維光柵結(jié)構(gòu)線性和正交地散射光。這使得 PCSEL 成為一種反饋在平面內(nèi)而光發(fā)射在平面外的激光器，從激光器的頂面發(fā)出。

平面外、正交、表面發(fā)射為激光器提供了巨大的成本優(yōu)勢，因為它使它們易于封裝并集成到 PCB 和電子組件中。我們的 2D 光柵結(jié)構(gòu)（光子晶體）啟用并穩(wěn)定平面外發(fā)射，從而產(chǎn)生反饋和單模發(fā)射。與同等的 EEL 或 VCSEL 相比，PCSEL 結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)速率、波長和功率性能方面具有優(yōu)勢。

  我們提供的的 PCSEL 成本低、產(chǎn)量高結(jié)構(gòu)堅固，波長范圍廣且功率高。    
  “我們的 PCSEL 具有 EEL 和VCSEL的速度性能，而它們的測試和封裝成本是EEL的 50%，并且它們提供的功率是 VCSEL 的10倍以上。"    
  與FP,DFB等半導(dǎo)體激光器相比PCSEL 是使用面內(nèi)反饋和面外表面發(fā)射的激光器。與 VCSEL 一樣，測試和封裝仍然更便宜，但與同等尺寸的 EEL 或 VCSEL 相比，PCSEL 結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)速率、波長和功率性能方面具有優(yōu)勢。

激光對比圖

激光特性對比圖

高功率PCSEL激光器窄發(fā)散角演示視頻

PCSEL —— 低成本、高速度和功率 —— 三合一！

PCSEL 擁有一切！它們以低成本提供高速和強(qiáng)大的功能。當(dāng)前所有其他激光技術(shù)僅在一個設(shè)備中提供這三個關(guān)鍵特性中的兩個。

VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）以功率為代價換取低成本和高速。 EEL（邊緣發(fā)射激光器），包括 FP（法布里-珀羅）和 DFB（分布式反饋）激光器，速度快，功率大，但制造成本高。

PPCSEL 與 VCSEL 相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

它們不使用 Bragg 堆疊結(jié)構(gòu)，如 VCSEL（或者實際上是 Facet 涂層，如 DFB），而是使用易于縮放的 2D 光柵。它們具有低接觸電阻，確保任何尺寸的激光器的最高功率輸出。它們可以用任何材料制成，因此適用于各種波長和應(yīng)用。它們的功率是單模的，會隨著面積按比例增加，通過它們的 2D 結(jié)構(gòu)和面內(nèi)反饋很容易實現(xiàn)。它們沒有 VCSEL 使用的氧化物孔徑，因此在制造時不需要專門的氧化爐.PCSEL 還具有其他優(yōu)勢。它們從頂面發(fā)光，如 VCSEL，使它們易于封裝并集成到 PCB 和電子組件中。它們的制造方式也與 EEL 類似，我們的PCSEL可以在任何波長下制造，因此可用于解決廣泛的應(yīng)用。目前我們制備了450/940nm PCSEL可以支持有償送樣測試。

此外我們的PCSEL允許多GB調(diào)制速率，具有巨大的數(shù)據(jù)速度優(yōu)勢實現(xiàn)高速， 1310nm 數(shù)據(jù)通信和1550nm 電信波長，必須通過減小尺寸來最小化半導(dǎo)體器件的模式體積。EEL具有較大的模式長度和較小的模式高度。VCSEL 的模式長度較小，但模式高度相對較大，因為模式會穿透布拉格堆棧。因此，盡管 VCSEL 可以實現(xiàn)高速度并且可以經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)，但其有限的單模性能使其不適用于高速數(shù)據(jù)通信和長途電信。這些限制也限制了它們在相對較短距離的傳感應(yīng)用中的使用。

PCSEL 具有類似于 VCSEL 的模式寬度和長度，但具有 EEL 的模式高度。這意味著對于 VCSEL 的等效發(fā)射面積，PCSEL 的速度可以比 VCSEL 快 2.5 倍，比高速 EEL 快 3 倍。

鑒于我們實驗室RF信號發(fā)生器帶寬的限制（20G）屆時來我們實驗室只能展示到最大20G的調(diào)制速度。

如下是我們將會在7月慕尼黑光電展（Booth# 8.1F-214）帶來的940nm PCSEL產(chǎn)品：

在以倒置配置安裝在封裝上的器件中，輸出光束從基板側(cè)發(fā)射。從 I-L 特性來看，10W 的輸出功率具有 0.8W/A 的高斜率效率。已經(jīng)實現(xiàn)了 0.1 度的非常窄的光束發(fā)散角(參考下面演示視頻）：

高功率窄發(fā)散角演示視頻

詳細(xì)特性如下所示。該器件在 -40 至 100°C 范圍內(nèi)成功運(yùn)行（請注意，測量溫度范圍受測量系統(tǒng)限制），固定電流注入下輸出功率的溫度依賴性平均為 -0.36%/°C，具有可比性（甚至優(yōu)于）法布里-珀羅半導(dǎo)體激光器。

激光光譜的溫度依賴性表明，在 -40 至 100°C 范圍內(nèi)可獲得全單模振蕩。激光波長的溫度依賴性小至 0.08nm/°C，優(yōu)于 FP-LD。可以通過串聯(lián)引入三元件陣列來提高斜率效率。