垂直腔面发射激光器量产 VCSEL概念股或一飞冲天

什么是垂直腔面发射激光器？

垂直腔表面发射激光器（vcsel）是很有发展前景的新型光电器件，是一种出光方向垂直与谐振腔表面的f-p激光器。垂直腔表面发射激光器的优越性已经引起广泛关注，十几年来，在结构、材料、波长和应用领域都得到了飞速的发展，并进入市场。

vcsel 主要由三部分组成 （见图1），即激光工作物质、泵浦源和光学谐振腔。工作物质是发出激光的物质，但不是任何时刻都能发出激光，必须通过泵浦源对其进行激励，形成粒子数反转，发出激光，但这样得到的激光寿命很短，强度也不会太高，并且光波模式多，方向性很差。所以，还必须经过顶部反射镜（top mirror）和底部反射镜 （ bottom mirror）组成的谐振腔，在激光腔（laser cavity）内放大与振荡，并由顶部反射镜（top mirror）输出，而且输 出的光线只集中在中间不带有氧化层（ox ide layers）的部分输 出。这样就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。

垂直腔面发射激光器（vertical—cavitysurface—emittinglaser，简称vcsel）及其阵列是一种新型半导体激光器，它是光子学器件在集成化方面的重大突破。vcsel与常规的侧向出光的端面发射激光器在结构上有着很大的不同。端面发射激光器的出射光垂直于芯片的解理平面；与此相反，vcsel的发光束垂直于芯片表面（见图2）。这种光腔取向的不同导致vcsel的性能大大优于常规的端面发射激光器。 　这种性能独特的 v c s e l易于实现二维平面列阵， 而端面发射激光器由于是侧面出光而难以实现二维列阵。小发散角和园形对称的远、近场分布，使其与光纤的耦合效率大大提高，现已证实与多模光纤的耦合效率大于9 0 % ； 而端面发射激光器由于发散角大且光束的空间分布是非对称的，因此，很难提高其耦合效率。由于 v c s e l的光腔长度极短，导致纵模间距拉大，可在较宽的温度范围内得到单纵模工作。动态调制频率高，腔体积减小使得其自发辐射因子较普通端面发射激光器高几个数量级，这导致许多物理特性大为改善。如能实现极低阈值甚至无阈值激射，可大大降低器件功耗和热能耗。由于从表面出光无须像常规端面发射激光器那样必须在外延片解理封装后才能测试，它可以实现“在片”测试，这导致工艺简化，大大降低制作成本。此外，其工艺与平面硅工艺兼容，便于与电子器件实现光电子集成。

据怀新资讯报道，近日，飞利浦全资子公司宣布，垂直腔面发射激光器（VCSEL）已实现大规模量产，这将为VCSEL开启更多潜力应用，如高速数据通信、3D识别、光学传感等。业内认为，VCSEL有更高的性价比，市场前景十分广阔，可广泛应用在宽带以太网、高速数据通信网领域，业内预计2022年全球VCSEL市场有望达到10亿美元。关注光迅科技、国星光电。