垂直腔面发射激光器的设计原则说明

相比边发射激光器而言，垂直腔面发射激光器（Vertical-cavity surface-emitting laser，简称VCSEL）拥有更低的阈值电流和更高的光束质量。同时，由于VCSEL光子输运是沿外延生长方向，因此VCSEL拥有更高的模式选择性，且易于实现二维阵列集成。VCSEL的上述优点使其为未来的光通信以及大规模集成威廉希尔官方网站 的光互联提供了无限可能。

然而VCSEL的工作模式对器件设计提出了更高要求。

首先，需要精确控制VCSEL腔长，从而使增益区置于腔内驻波波腹处，实现更高的受激辐射效率，这对VCSEL腔的设计和工艺则提出了更为苛刻的要求；

第二，为了减小光的自吸收效应，需要将激光器中高吸收材料及光学限制层置于腔内驻波的波节处；

第三，VCSEL器件的激射波长、有源区和DBR的厚度需要精确控制，从而实现激射波长、增益波长区域与DBR反射谱的三者之间的完美重叠；

第四，DBR中相位层的设计也将直接影响DBR的反射率、阈值电流和激光功率。

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