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垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser），简称VCSEL,是一种半导体激光器，其激光垂直于顶面射出。以砷化镓半导体材料为基础研制，不同于LED（发光二管）和LD（激光二管）。结构由镜面，有源层和金属接触层组成。两个发射镜分别为P型，N型布拉格发射器。有源区有量子肼组成，在P型DBR外表面制作金属接触层，形成欧姆接触，并在P型DBR上制作一个圆形出口，输出激光。它具有较小的远场发散角，发散角光束窄且圆；并且阈值电流低，调制频率高，能达到300KHz。通过改变激光电流跟温度可以实现波长调谐。内置TEC和PD的包装，它为高速光纤通信而设计。
1550nm VCSEL垂直腔面发射激光器 (不带隔离器 半导体激光器 1.0mW),1550nm VCSEL垂直腔面发射激光器 (不带隔离器 半导体激光器 1.0mW)● 7 Pin 小尺寸
● 非球面透镜帽
● 集成TEC控制温度稳定
● 输出功率1.6mW
● 单模，可以通过C-L波段
● 具有宽谱调谐范围：>8nm
● 快速波长调谐（~100KHz）
● TDLAS 测量气体系统
● 人脸识别
● 激光雷达
● 数据中心，云计算
条件：P=20°C，IO P=2.0mA，除非另有说明(P=芯片背面温度，由TEC控制)
| 参数 | 符号 | 值 | 单位 | ||
| Min | 典型 | Max | |||
| 光输出峰值功率@25 C | P | 1.0 | 1.6 | mW | |
| 工作偏置电流 | Iop | 0 | 18 | 25 | mA |
| 工作温度范围 | Top | -40 | 25 | 85 | °C |
| 阈值电流 | Ith | 8 | 12 | mA | |
| 斜率效率(CW，Tc=25°C) | Se | 0.14 | 0.18 | mW/mA | |
| 激光驱动电压 | VCC | 0 | 1.5 | 2.5 | V |
| 阻力 | RS | 50 | Ω | ||
| 中心波长 请在订购单中注明所需的中心波长。 | Δλ | 1525 | 1575 | nm | |
| 保证调谐范围 施加正电压会降低峰值波长。 | λ | 8 | 10 | nm | |
| 大频率调谐响应 | fmax | 100 | 200 | - | KHz |
| 侧模抑制比 | SMSR | 30 | 40 | dB | |
| 线宽(-3dB半高宽)，连续偏压=IOP | σ | 300 | MHz | ||
| 相对强度噪声 | RIN | -128 | dB/Hz | ||
| 调谐电压 | Vture | 0 | Test Sheet | Test Sheet | V |
| 调谐电流 | Itune | 0 | - | 100 | μA |
| Tec电压 | VTEC | 0.35 | 1.5 | V | |
| Tec电流 | ITEC | 0.05 | 0.6 | A | |
实验数据
我们对于VCSEL激光器进行了相关实验，测量了VCSEL激光器的电压，电流与波长的关系，以及频率的关系。
VCSEL光谱图 VCSEL激光器测量底座
1、电压与波长的关系
我们给激光器加载4-18V的电压，每2V电压增加一个点，测量如上图数据，我们会发现，随着电压的增加，波长随着减小，减小了8nm左右，呈现负向接近线性曲线。
2、电流与波长的关系
我们保持电压恒定，电流调节，从13到25mA,每3mA测试一次，发现电流调节，波长大小变化比较大，且呈现一个正向线性曲线。
3、加载不同频率的变化
加载5V电压，20KHz频率波形
加载5V电压，40KHz频率波形
加载5V电压，60KHz频率波形
加载5V电压，80KHz频率波形
加载5V电压，100KHz频率波形
加载5V电压，120KHz频率波形
加载5V电压，140KHz频率波形
固定给5V电压，调整频率值，得到以上图形，我们的调制频率很高，可以携带更多的信息，响应速度更快。
VCSEL激光的产生主要由三部分组成，即激光工作物质、泵浦源和光学谐振腔。利用泵浦源对工作物质进行激励，形成粒子数反转，发出激光。在通过底部和顶部反射镜组成的谐振腔，在激光腔内放大振荡，并从顶部反射镜输出，输出的光线只集中在中间不带有氧化层的部分输出，形成了垂直腔面的激光发射，从而得到稳定，持续，有一定功率的高质量激光。
更新时间：2023/12/12 10:33:06
