垂直腔面發(fā)射激光器的分析研究進(jìn)展及其應(yīng)用

標(biāo)題：垂直腔面發(fā)射激光器地研究進(jìn)展及其應(yīng)用發(fā)信站：紫金飛鴻（2002年01月09口16:06:43星期三），站內(nèi)信件垂直腔面發(fā)射激光器地研究進(jìn)展及其應(yīng)用王莉陳弘達(dá)潘鐘黃永箴吳榮漢（中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所北京100083）摘要：垂直腔面發(fā)射激光器VCSEL具有常規(guī)半導(dǎo)體激光器不可比擬地優(yōu)點(diǎn)其光束是園形地易于實(shí)現(xiàn)與光纖地高效耦合VCSEL地有源區(qū)尺寸可做得非常小以獲得高封裝密度和低閾值電流適宜地設(shè)計(jì)可將激光二極管制成簡單地單片集成二維列陣以實(shí)現(xiàn)二維光數(shù)據(jù)處理所用地激光源芯片生長后無須解理封裝即可進(jìn)行在片實(shí)驗(yàn)因?yàn)閂CSEL地優(yōu)良性能從而獲得了國內(nèi)外科技界企業(yè)界地高度關(guān)注本文對這種器件地性能開發(fā)現(xiàn)狀及應(yīng)用作簡要地概述關(guān)鍵詞垂直腔面發(fā)射激光器光纖通信光網(wǎng)絡(luò)光互連弓Ii；近年來因?yàn)槿藗儗τ诔L距離超高速千兆比特/秒（Gbit/s）及至兆兆比特/秒（Tbit/s）光纖網(wǎng)絡(luò)地需求對于高性能低成本光互聯(lián)網(wǎng)地需求以及對于光學(xué)存貯密度地不斷提高地要求使一種極其優(yōu)秀地異型半導(dǎo)體激光器垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）應(yīng)運(yùn)而生1979年東京工業(yè)大學(xué)地Iga提出了垂直腔面發(fā)射激光器地思想并于1988年研制出首枚VCSEL器件自誕生之口起其優(yōu)異地性能就獲得了人們地青睞科學(xué)家們以極大地?zé)崆橥渡淼剿匮芯亢烷_發(fā)中去使其蓬勃發(fā)展短短地十幾年來其波長材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域都得到迅猛發(fā)展部份產(chǎn)品進(jìn)入市場據(jù)美國ConsultancyElectroniCast公司最近預(yù)測［1］僅就用于全球消費(fèi)地VCSEL基光收發(fā)機(jī)而言2003年VCSEL將達(dá)到1L43億美元2008年將達(dá)到近60億美元2垂直腔面發(fā)射激光器性能及結(jié)構(gòu)垂直腔面發(fā)射激光器地特性垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical-CavitySurface-EmittingLaser簡稱VCSEL）及其陣列是一種新型半導(dǎo)體激光器它是光子學(xué)器件在集成化方面地重大突破VCSEL與常規(guī)地側(cè)向出光地端面發(fā)射激光器在結(jié)構(gòu)上有著很大地不同端面發(fā)射激光器地出射光垂直于芯片地解理平面（見圖1）［2］與此相反VCSEL地發(fā)光束垂直于芯片表面（見圖2）這種光腔取向地不同導(dǎo)致VCSEL地性能大大優(yōu)于常規(guī)地端面發(fā)射激光器圖1端面發(fā)射地常規(guī)半導(dǎo)體激光器圖2垂直腔面發(fā)射激光器這種性能獨(dú)特地VCSEL易于實(shí)現(xiàn)二維平面列陣，而端面發(fā)射激光器因?yàn)槭莻?cè)面出光而難以實(shí)現(xiàn)二維列陣小發(fā)散角和園形對稱地遠(yuǎn)近場分布使其與光纖地耦合效率大大提高現(xiàn)已證實(shí) 與多模光纖地耦合效率大于90%而端面發(fā)射激光器因?yàn)榘l(fā)散角大且光束地空間分布是非對稱地128飛通光電子技術(shù)2001年9月因此很難提高其耦合效率因?yàn)閂CSEL地光腔長度極短導(dǎo)致縱模間距拉大可在較寬地溫度范闈內(nèi)得到單縱模工作動態(tài)調(diào)制頻率高腔體積減小使得其自發(fā)輻射因子較普通端面發(fā)射激光器高幾個(gè)數(shù)量級這導(dǎo)致許多物理特性大為改善如能實(shí)現(xiàn)極低閾值甚至無閾值激射可大大降低器件功耗和熱能耗因?yàn)閺谋砻娉龉鉄o須像常規(guī)端面發(fā)射激光器那樣必須在外延片解理封裝后才能測試它可以實(shí)現(xiàn)在片測試這導(dǎo)致工藝簡化大大降低制作成本此外其工藝與平面硅工藝兼容便于與電子器件實(shí)現(xiàn)光電子集成VCSEL地基本結(jié)構(gòu)典型地VCSEL結(jié)構(gòu)示于圖3［2］通常僅約20nm厚地三量子阱發(fā)光區(qū)夾在稱之為Bragg反射器地兩組高反射率平面鏡之間頂部和底部地Bragg反射器由交替生長地不同X和Y組分地半導(dǎo)體薄層組成相鄰層之間地折射率差使每組疊層地Bragg波長附近地反射率達(dá)到極高（99%）地水平Bragg反射鏡中地每層厚度為出射光工作波長地四分之一需要制作地高反射率鏡地對■數(shù)根據(jù)每對層地折射率而定激光器地偏置電流流過所有鏡面組它們被高摻雜以便減小串聯(lián)電阻有源區(qū)由提供光增益地量子阱結(jié)構(gòu)構(gòu)成典型地量子阱數(shù)為14個(gè)量子阱被置于諧振腔內(nèi)駐波圖形地最大處附近以便獲得最大地受激輻射效率.3VCSEL地發(fā)展水平3.10.85m及0.98m波段VCSEL0.85mGaAs/AlGaAs及0.98mIiiGaAs/GaAs系列地VCSEL己趨于成熟⑴當(dāng)GaAs/AlGaAs量子阱VCSEL地腔面積做到22m2時(shí)其閾值電流低達(dá)90A頻率響應(yīng)40GHz工作效率達(dá)47%在誤碼率(BER)viO-12時(shí)其傳輸速率高達(dá)到10Gb/s最近Lucent公司采用0.85mVCSEL與新型多模光纖耦合實(shí)現(xiàn)了超過1.6km10Gb/s地傳輸實(shí)驗(yàn)0.85mVCSEL目前已實(shí)現(xiàn)了商用化Honeywell公司典型地SV3639器件性能如下波長850nm模式單縱模和單橫模驅(qū)動電壓1.8V驅(qū)動電流17niA閾值電流100A輸出功率0.5ImW(在1mA驅(qū)動電流下)上升/下降時(shí)間200Ps斜率效率0.3mW/mA相對■強(qiáng)度噪聲-130dB/Hz在集成面陣方面據(jù)最新報(bào)道:Honeywell公司研制地10834VCSEL集成面陣成品率圖達(dá)94%3.21.3m和1.55mVCSEL13m和1.55mVCSEL除具有上述VCSEL地各種特點(diǎn)外還具有處于光纖地低色散和低衰減窗口地特點(diǎn)它可作為低成本高性能激光光源在光纖通信網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸并行光互連等方面具有廣泛地應(yīng)用前景特別是在中長距離高速傳輸方面具有0.85m及0.98mVCSEL無法比擬地優(yōu)點(diǎn)將來地光纖到戶和光纖到路邊等地實(shí)施必將給L3m和1.55mVCSEL提供廣闊市場L3mVCSEL是極具潛力地器件Honeywell地Ashton相信如果驅(qū)動電流低于1mA速率高 于1GHz地1.3mVCSEL地價(jià)格具有很大競爭力地話會淘汰0.85mVCSEL［l］目前InP基L3卜im和1.55pmVCSEL地研究取得了一定地進(jìn)展［1,2,5］但是因?yàn)镮nP系弱電子限制，導(dǎo)致載流子泄漏此外因?yàn)檫@種材料系統(tǒng)地大地非輻射復(fù)合以及電流限制結(jié)構(gòu)及高反圖3VCSEL結(jié)構(gòu)示意圖第1卷第3期飛通光電子技術(shù)129射率Bragg反射鏡(DBR)制備十分困難等原因［1,3］使InP基地InGaAsPVCSEL研究進(jìn)展緩慢最近對開拓L3m帶隙新材料地愿望科學(xué)家們采用了傳統(tǒng)合金材料-錢錮氮碎(GalnNAs)來制作VCSELGaAs基地GalnNAs是一種極有前途地長波長通信用新材料［4,5］GaliiNAs/GaAs有著非常好地電子限制導(dǎo)帶差大于300meV因此特征溫度TO可望有顯著地提高(超過150K) 當(dāng)In原子引入GaAs形成GaliiAs合金時(shí)晶格常數(shù)將增大禁帶寬度將減小而當(dāng)N原子引入GaAs形成GaNAs合金時(shí)晶格常數(shù)將減小禁帶寬度將減小因此調(diào)整GalnNAs中In與N地 含量可以得到與GaAs晶格匹配地直接帶隙材料或應(yīng)變量子阱材料而其波長范圍可從L0m覆蓋到2.0m不言而喻GalnNAs材料是一種潛在地極有發(fā)展前景地VCSEL材料極有可能 取代InP系材料未來地新器件將用于長波長高速寬帶光通信美國Sandia國家實(shí)驗(yàn)室地科學(xué)家們用MBE和MOCVD技術(shù)制作GahiNAs/GaAsVCSEL［4］并取得突破性進(jìn)展他們已研制出該材料地端面發(fā)射激光器,并有望于今年年底研制出VCSEL德國Wiiizbiu-g大學(xué)地MReinhardt等人［6］報(bào)道了第一支GaAs基1.3國1】單縱模分布反饋激光器有源層為InGaNAs地雙量子阱結(jié)構(gòu)其閾值電流密度低于lkA/cm2Sandia國家試驗(yàn)室地Meanwhile等人聲稱在GaAs上生長出了第一支該材料地電泵浦1.3卜imVCSEL,其輸出功率為60rW在高達(dá)55C時(shí)仍可CW工作閾值電流在1.510mA之間一種在GaAs上生長地GaAsSbN材料有可能擔(dān)當(dāng)制作更長波長VCSEL地重任法國FranceTelecomR&D地GiovanniUngaro等人對該材料進(jìn)行了詳細(xì)地組分和發(fā)光特性地研究實(shí)現(xiàn)了1引3電致發(fā)光此外一種含鏈T1地TlInGaAs，InP材料地帶隙跨度為0.75O.leV,即波長范圍為1.6512pmOsaka大學(xué)地H.Asahi等人通過試驗(yàn)證實(shí)該種材料具有優(yōu)良地波長溫度穩(wěn)定性隨著T1含量地增加波長隨溫度地變化率下降當(dāng)T1含量為13%時(shí)溫度變化率為0.03me\7K即是0.04iini'K,而相應(yīng)地InGaAsP/InP卻為O.liini'K因此它在波分更用中有重要地潛在意義然而研究此種材料地最大障礙是它地劇毒性多波長VCSEL列陣[2]可調(diào)諧VCSEL陣列在局域網(wǎng)長距離超大容量信息傳輸方面地應(yīng)用蘊(yùn)藏著巨大地潛力它可提供更多地自由度波長使密集波分更用(DWDM)成為可能極大地提高系統(tǒng)地容量和傳輸速率密集波分更用系統(tǒng)地關(guān)鍵器件之一就是多波長激光器陣列采用過生長(overgrowth)波長調(diào)節(jié)技術(shù)比其它生長技術(shù)更有吸引力過生長技術(shù)之一地多步刻蝕法是采用將GaAs層陽極氧化然后移走氧化層地方法JHShm和BSYoo使用該法制作了從0.8550.862m波段地非常窄地等間隔波長地八信道多波長VCSEL列陣其平均波長間隔為0.94mn因?yàn)椴捎肧Nx調(diào)節(jié)層代替GaAs調(diào)節(jié)口層地多步刻蝕法產(chǎn)生了上述信道SNx地折射率幾乎是GaAs地一半因此對于相同目標(biāo)地波長間隔其控制厚度地能力幾乎是GaAs地兩倍此外SNx刻蝕方案可應(yīng)用到任意波長系統(tǒng)如1.55m光譜范闈和可見光波長范闈這一結(jié)果說明以大容量DWDM應(yīng)用為目地用過生長波長調(diào)諧技術(shù)精確分割VCSEL列陣波長是可行地VCSEL列陣用于激光照排激光雷達(dá)光通信和泵浦固態(tài)及光纖激光器地大功率列陣所需地功率密度和亮度地實(shí)用化VCSEL系統(tǒng)尚未得到證實(shí)為了充分挖掘VCSEL列陣地潛力有效辦法是需提高它們地峰值功率密度并將制作成本降至低于端面發(fā)射激光器列陣地水平⑵迄今為止所實(shí)現(xiàn)地最高功率密度是MGi-abheiT等人制作地由23個(gè)單元組成地列陣脈沖功率為300W/cm2和美國伯克利加利弗尼亞大學(xué)DFrancis等人制作地由1000個(gè)單元組成地列陣CW輸出功率為2W脈沖輸出功率為5W美國LawrenceLivermove國立研究所H.L.Chen等人還是制出了1cm1cm單片二維VCSEL列陣因?yàn)椴捎昧宋⑼哥R列陣來校準(zhǔn)發(fā)自整個(gè)激光器列陣地光束而使該列陣亮度130飛通光電子技術(shù)2001年9月增長了150倍采用F2透鏡使整束光束聚焦成直徑為4001n地光斑此外將VCSEL光束地75%耦合進(jìn)1mm直徑地光纖芯這些結(jié)果表明將大面積VCSEL列陣焊接在熱沉上是可行地即使平行放置地列陣地元件大于1000只但整個(gè)列陣散熱不會存在問題美國新墨西哥州大學(xué)ACAldinn。等人引入了一種新型類平面制作技術(shù)將多波長VCSEL與諧振腔增強(qiáng)型光電探測器(RCEPD)單片集成在制作技術(shù)中用大量不連續(xù)地新月形氧化物面地方法形成不同尺寸范圍地電流窗I1(4m在保持其二維性地同時(shí)還改善了器件尺寸其結(jié)果是VCSEL具有與腐蝕臺面器件可比擬地電學(xué)和光學(xué)特性用該技術(shù)制作地高速RCEPD上升時(shí)間約為65Ps可見光VCSEL因?yàn)閷τ诖笕萘抗獯尜A地要求口益迫切可見光VCSEL變得越來越重要了同時(shí)紅光VCSEL便于與塑料光纖低損耗耦合美國羅德島Brown大學(xué)項(xiàng)目部和物理系地YKSong等人[7]研制了準(zhǔn)連續(xù)波光泵浦地紫色VCSEL它由IiiGaN多量子阱有源區(qū)和高反射率介質(zhì)鏡對組成直至258K溫度卜.仍能實(shí)現(xiàn)高重災(zāi)頻率(76MHz)脈沖光泵條件下激射平均泵浦功率約30mW,激射波長為0.403m閾值以上地光譜半寬小于(Mnm硅上VCSEL[2]在硅(Si)上制作地YCSEL還未實(shí)現(xiàn)室溫連續(xù)波工作這是因?yàn)閷lAs『GaAs分布Bragg反射器(DBR)直接生長在Si上形成在界面處結(jié)構(gòu)粗糙從而導(dǎo)致了DBR較低地反射率口本Toyohashi大學(xué)T.Tsuji等人因?yàn)樵贕aAs/Si異質(zhì)界面處引入多層(GaAs)m(GaP)n應(yīng)變短周期超晶格(SSPS)結(jié)構(gòu)而降低了GaAs-on-Si異質(zhì)結(jié)處延層地螺位錯(cuò)其螺位錯(cuò)密度從109cm-2降至107cm-2-族鉛鹽VCSEL[2]鑒于鉛鹽(-族)地能帶結(jié)構(gòu)長期以來鉛鹽(-族)激光器占據(jù)了330m波長范圍中遠(yuǎn)紅外激光器地主導(dǎo)地位具有相干波長可調(diào)諧性地這類激光器非常適合于痕量氣體分析和大氣污染監(jiān)測中地高分辨率紅外顯微鏡應(yīng)用雖然這類激光器通常生長在鉛鹽襯底上但業(yè)已證實(shí)BaF2對于鉛鹽異質(zhì)結(jié)構(gòu)而言是一種極好地襯底材料替代物奧地利Linz大學(xué)GSpmigholtz等人探討了在46m光譜范闈內(nèi)實(shí)現(xiàn)VCSEL地可能性其核心技術(shù)是利用MBE制作鉛鹽基中遠(yuǎn)紅外Bragg反射器結(jié)構(gòu)他們關(guān)注著各種組份地Pbl-xEuxTe以實(shí)現(xiàn)與作為有源材料地PbTe相兼容地Bragg反射器這些多層結(jié)構(gòu)被淀枳在解理后地BaF2(lll)襯底上具有46m高反射頻帶地反射器當(dāng)其具有32對/4反射鏡對時(shí)反射率高達(dá)99%該種微腔PbTe/Pbl-xEuxTe結(jié)構(gòu)地剖面SEM照片證實(shí)了其具有良好地界面平整性層厚控制和重復(fù)率在該項(xiàng)工作中得到地結(jié)果使我們看到了-族中遠(yuǎn)紅外VCSEL地制作和應(yīng)用地希望值得一提地是，氧化物限制⑴和襯底選擇⑵工藝對實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量VCSEL具有舉足輕重地作用氧化物限制地重大意義正如Honeywell地負(fù)責(zé)人Ashton所說在一系列商品化制造中最重要地步驟之一是開發(fā)氧化物VCSEL這種化學(xué)淀積工藝可以較好地控制發(fā)射區(qū)范圍和芯片尺寸并具有.極大地提高效率和使光束穩(wěn)定地耦合進(jìn)單模和多模光纖地能力正因采用了這一步驟Honeywell地最新氧化物限制方案器件有望將閾值電流降到幾百AVCSEL在動力學(xué)運(yùn)行中地偏振穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)低噪聲高速光數(shù)據(jù)鏈路和光互連所必須地因?yàn)閂CSEL結(jié)構(gòu)完全不具備偏振選擇性因此實(shí)現(xiàn)偏振穩(wěn)定性地主要辦法是在光學(xué)增益和光損耗中引入各向異性一種有效地方法是采用(nil)向襯底因?yàn)檫@會使萬源區(qū)內(nèi)引入有效地偏振選擇機(jī)制口本NTTHUenohara等人對比了生長在(311)B和(100)襯底上地0.85mGaAs基VCSEL地偏振穩(wěn)定性地差異將生長在(311)B襯底上地VCSEL地兩種相互正交地偏振模式地功率比定義為正交偏振抑制比其值遠(yuǎn)大于生長在(100)襯底上地器件地比值這種差異被認(rèn)為是因?yàn)?311汨第1卷第3期飛通光電子技術(shù)131表面地多量子阱地各向異性光增益引起地偏振控制所致4VCSEL地應(yīng)用作為千兆比特光纖通信地光源[1]因?yàn)門?兆比特(Gbit/s)速率通信網(wǎng)地需求不斷上升近期內(nèi)銅線基局域網(wǎng)(LAN)將很快終止鋪設(shè)而由多模光纖制作地?cái)?shù)據(jù)通信(datecom)鏈路取而代之早期這種系統(tǒng)依賴0.85m或1.3m地發(fā)光二極管(LED)光源其在十至幾百M(fèi)bit/s速率下工作顯然不能勝任千兆比 特LAN地需求市售地最優(yōu)秀地1.3mLED僅限于在最大光纖跨距500m范圍內(nèi)以約622Mbit/s地?cái)?shù)據(jù)速率工作在更高速率下廉價(jià)地LED光源就顯得躁聲太大速率慢且效率低改變上述狀況地方法是以低噪聲快速地激光器代替LED鑒于VCSEL性能比常規(guī)端而發(fā)射激光器優(yōu)異得多因此作為光發(fā)射機(jī)地光源當(dāng)仁不讓地由VCSEL來承擔(dān)瑞典Mitel半導(dǎo)體光學(xué)營業(yè)部經(jīng)理OlofSvenonms說我們走進(jìn)VCSEL即是走進(jìn)數(shù)據(jù)通信產(chǎn)業(yè)地開始人們相信VCSEL和千兆比特網(wǎng)會代替規(guī)模巨大地LED和兆比特網(wǎng)這主要是因?yàn)閂CSEL顯示出優(yōu)異地性能價(jià)格比VCSEL主要用途之一是短距離大容量并行數(shù)據(jù)鏈路采用線性或二維VCSEL列陣與光纖連接地方法如Infineon地并行數(shù)據(jù)系統(tǒng)(PAROLI)采用0.85m地VCSEL據(jù)推測在適當(dāng)時(shí)候它們會象L3m和1.55m激光器那樣流行起來許多分析家預(yù)見VCSEL將成為光纖到家(fibertohome)裝置地合適光源Mitel正在開發(fā)用于網(wǎng)絡(luò)裝置內(nèi)部和網(wǎng)絡(luò)之間地VCSEL產(chǎn)品公司負(fù)責(zé)人Svenomus說前者將超過若干米并包括兆兆比特開關(guān)路由器和光橫向連接器在內(nèi)地shelf-to-shelf和board-to-board互聯(lián)網(wǎng)1.55m波段調(diào)諧VCSEL對密集波分更用地應(yīng)用來說是一種非常有趣而潛在地低成本辦法用于光信號存貯地光源可見光VCSEL和相同結(jié)構(gòu)地探測器可用于光信號存貯系統(tǒng)以提高存貯密度常規(guī)光盤讀出系統(tǒng)采用端面發(fā)射激光器作光源還配以分立地外部光電探測器來監(jiān)測發(fā)自光盤地反射光美國加利弗尼亞大學(xué)JAHudgings等人演示了一種采用帶有內(nèi)腔量子阱吸收器地VCSEL地新型集成光盤讀出頭⑵由YCSEL發(fā)出地CW光束恰好聚焦在光盤上而經(jīng)擴(kuò)展地反射光束直接進(jìn)入VCSEL光腔在反向偏置下內(nèi)腔吸收器地功能是作為光電探測器其產(chǎn)生地光生電流提供一種精確地發(fā)自光盤地光反饋?zhàn)兞窟@種方法能進(jìn)一步放大由光盤拾取頭獲得地讀出信號當(dāng)器件被施以偏壓工作在光雙穩(wěn)狀態(tài)下時(shí)他們實(shí)現(xiàn)了具有25kHz下0.22V地峰-峰信號高效探測這種探測技術(shù)直至50kHz時(shí)仍然有用這一工作體現(xiàn)了密集地集成光學(xué)拾取探測地一種新型方法VCSEL在光互連中地應(yīng)用[8,9]VCSEL及其智能像元可以象其它半導(dǎo)體激光器一樣用于光存儲讀/寫光源激光打印顯示圖像信號處理光通信等方面更為重要地是它可以充分發(fā)揮光子地并行操作能力和大規(guī)模集成面陣地優(yōu)勢在光信息處理光互連光交換光計(jì)算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域具有廣闊地應(yīng)用前景VCSEL(0.98m或0.85m)及其智能像元為光互連技術(shù)地發(fā)展提供了關(guān)健器件美國由HPGEHoneywellMotorola等幾大公司牽頭地幾個(gè)大型計(jì)劃對'VCSEL激光器在計(jì)算機(jī)光互連中地實(shí)用化做了大量細(xì)致和開創(chuàng)性地工作因?yàn)閷⒕酆衔?Polymer)光互連技術(shù)用于光地傳輸媒介整個(gè)模塊地造價(jià)大幅度下降工藝流程口趨簡化穩(wěn)定116132系列地VCSEL激光器產(chǎn)品已步入實(shí)用化階段GE和Honeywell公司共同研制了用Polymer作光波導(dǎo)地32通道VCSEL光互連模塊Motorola公司在其OPTOBUSTM互連中用VCSEL作光源實(shí)現(xiàn)了基于多模光纖地10通道并行雙向數(shù)據(jù)鏈路光互連AT&TBellLab研制了用于光電集成OEIC地高密度32通道16Gb/s光學(xué)數(shù)據(jù)互連系統(tǒng)其發(fā)射模塊用VCSEL陣列作光源NEC公司研制了含VCSEL(0.9Sm)地插拔式132飛通光電子技術(shù)2001年9月連接器以IGb/s速率傳輸幾十米時(shí)地誤碼率為10-11德國Ulin大學(xué)實(shí)現(xiàn)了VCSEL(0.98m)以10Gb/s速率傳輸500m時(shí)誤碼率小于10-11口本東京工業(yè)大學(xué)以Klga為首地研究小組將VCSEL集成面陣與微透鏡陣列技術(shù)自對準(zhǔn)光學(xué)技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成光互連系統(tǒng)以VCSEL為基礎(chǔ)器件地具有高速大容量、高并行處理功能地光互連光交換系統(tǒng)有著極好地應(yīng)用前景及很強(qiáng)地開拓性和探索性從目前器件研究地進(jìn)展?fàn)顩r來看研究處于發(fā)展階段由于應(yīng)用性強(qiáng)世界各大公司都在枳極開展研究國外一些公司地VCSEL器件開始步入實(shí)用化階段從應(yīng)用與市場角度看現(xiàn)在仍處于應(yīng)用開拓階段這類研究在發(fā)展計(jì)算技術(shù)和通信技術(shù)方面具有戰(zhàn)略意義其市場前景廣闊應(yīng)用需求量很大具有重大社會效益和經(jīng)濟(jì)效益5結(jié)語VCSEL具有常規(guī)端面發(fā)射激光器無法比擬地優(yōu)點(diǎn)其光束是園形地易于實(shí)現(xiàn)與光纖地高效耦合VCSEL地有源區(qū)尺寸可做得非常小以獲得高封裝密度和低閾值電流適宜地設(shè)計(jì)可將激光二極管制成簡單地單片集成二維列陣以實(shí)現(xiàn)二維光數(shù)據(jù)處理所用地激光源芯片生長后無須解理封裝即可進(jìn)行在片實(shí)驗(yàn)因?yàn)殚L距離寬帶高速光通信高速存取光信息處理高性能低成本光互連器件地需求牽引VCSEL器件無論從材料種類還是波長結(jié)構(gòu)都呈多元化高速發(fā)展趨勢目前0.850.95m波段VCSEL較為成熟并已實(shí)現(xiàn)商用化而L31.55mVCSEL作為長程光通信光源也呈現(xiàn)出新地增長趨勢但制作1.3m或1.55mVCSEL地技術(shù)問題還需不斷解決參考文獻(xiàn)VCSELmeetdemandsfordatacombandwidth[C].FiberSystemInternational,2000,Seb/Mai;39-43.HenmiM.DevelopmentscontmueforVCSELresearch[J].IH-VsReview,2000,13(1):18.[3]KazniierskiC.+55pulselas