激光是一种先进的光学技术被使用在许多不同的应用程序从天文学到医学。今天,有许多不同类型的激光,每一种都适合不同的应用程序依赖于权力和范围要求。垂直腔面发射激光器(VCSELS)本文主要关注和他们最适合的应用程序。
图像信贷/伤风:Aapsky
理解VCSELS
有这么多不同类型的激光器使用的今天,最好先了解激光,发现应用程序之前,这两个领域通常是同义词。虽然VCSELs自1970年代,他们的工作仍然是独特的方式与其他激光系统。今天使用的许多激光器发射的光在边缘或表面上的激光材料,但VCSELs排放从顶面——这意味着他们只发出一个表面而不是多个表面,允许输出功率最大化。这通常是一个圆形光束的形式,高兼容现代光学组件。
VCSELs使用激光二极管和单一的谐振器发出光的方向是垂直于表面激光和/或芯片。VCSELs半导体激光,依赖于多个量子井生成大量的权力。VCSELs捏造以不同的方式,最受欢迎的方式将他们到晶圆上的1000年的二极管可以集成在表面上。另一种方法是制作成阵列的输出功率可以增加(但有时在光束质量如果有太多的成本被放置在一个很小的空间)。
通信技术
像许多激光,VCSELS用于光通信的某些地区,被用作单光纤的发射机,多模光纤在短程和远程通信线路。所有的通信技术,他们更广泛用于长波通信技术,如用于地铁系统、存储网络和fiber-to-home通信。然而,他们有可能被利用在一个大型商业规模在高清晰度(HD)电视、智能手机和移动网络。
传感器
VCSELs中常用的两种不同的传感areas-gas传感和生物医学传感。对于气体传感的应用程序,使用波长可调谐VCSELs(通常由MEMS)测量热膨胀或静电力量后的气体分子吸收特定波长的激光。VCSELs只是被用来衡量一个类型的气体分子,但被广泛用于检测氧气,水蒸气,甲烷和二氧化碳气体。
生物医学传感、VCSELs用于集成和label-free各种生物分子的检测。许多VCSEL的传感方法执行已并且常常与光电探测器集成分析生物样品(检测激光光出现的任何强度的变化从分子吸收的光)。这些传感器也被用来观察荧光分子和分析生物分子住在芯片实验室环境。
计算
光的高精度和权力VCSELs让他们发出另一种数据存储应用程序读写光源的VCSEL可以用作“作家”和背向反射电压可以同时获得。光束可以构造成各种几何图形(使用不同的纳米孔径),改变输出功率和光束的应用程序。
VCSELs也中使用鼠标,作为光源。这是因为他们提供低功耗和鼠标精确跟踪能力。
结论
总的来说,使用VCSELs近年来已经增加,蔓延到各种应用领域。他们增加使用的原因归因于他们的体积小,能够制成二维数组,与其他组件集成能力,因为它们比其他更容易测试和制造激光。虽然上述应用领域是最常见的,他们也用于更多的细分应用领域,如光学时钟和固体激光器泵。他们的应用程序使用预计将继续增长,随着越来越多的应用领域开放VCSELS的使用。
来源:
RP光子学:https://www.rp-photonics.com/vertical_cavity_surface_emitting_lasers.html
“新兴垂直腔表面发射半导体激光器应用”——哈里斯j . s . et al,Semicond。科学。抛光工艺。2010年0268 - 1242/26/1/014010,DOI: 10.1088 /
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