Léasair astaithe dromchla cuas ingearach

Is glúin nua de léasair leathsheoltóra é léasair astaithe dromchla cuas ingearach atá ag forbairt go tapa le blianta beaga anuas. Ciallaíonn an "astú dromchla cuas ingearach" mar a thugtar air go bhfuil an treo astaíochta léasair ingearach leis an eitleán scoilteachta nó le dromchla an tsubstráit. Tugtar "astú imeallach" ar mhodh astaíochta eile a fhreagraíonn dó. Glacann léasair leathsheoltóra traidisiúnta modh astaithe imeall, is é sin, tá treo astaithe an léasair comhthreomhar le dromchla an tsubstráit. Tugtar léasair astaithe ciumhais (EEL) ar an gcineál léasair seo. I gcomparáid le EEL, tá na buntáistí a bhaineann le dea-chaighdeán bhíoma ag VCSEL, aschur aon-mhodh, bandaleithead modhnú ard, saol fada, comhtháthú agus tástáil éasca, etc., agus mar sin úsáideadh go forleathan é i gcumarsáid optúil, taispeáint optúil, braite optúil agus eile. páirceanna.

D'fhonn tuiscint níos iomasach agus go sonrach a dhéanamh ar cad is "astaíochtaí ingearach" ann, ní mór dúinn comhdhéanamh agus struchtúr VCSEL a thuiscint ar dtús. Anseo tugaimid isteach an VCSEL atá teoranta ó thaobh ocsaídiúcháin:

Áirítear le struchtúr bunúsach VCSEL ó bhun go barr: leictreoid teagmhála ohmic P-cineál, P-cineál DBR dópáilte, ciseal teorann ocsaíd, réigiún il-chandamach gníomhach go maith, N-cineál dópáilte DBR, foshraith agus leictreoid teagmhála ohmic N-cineál. Seo léargas trasghearrtha ar struchtúr VCSEL [1]. Tá limistéar gníomhach an VCSEL idir na scátháin DBR ar an dá thaobh, a chruthaíonn cuas athshondach Fabry-Perot le chéile. Soláthraíonn na DBRanna an t-aiseolas optúil ar an dá thaobh. De ghnáth, tá frithchaiteacht DBR gar do 100%, agus tá frithchaiteacht DBR uachtarach sách níos ísle. Le linn na hoibríochta, déantar an sruth a instealladh tríd an gciseal ocsaíd os cionn an limistéir ghníomhach trí na leictreoidí ar an dá thaobh, rud a chruthóidh radaíocht spreagtha sa limistéar gníomhach chun aschur léasair a bhaint amach. Tá treo aschuir an léasair ingearach le dromchla an limistéir ghníomhach, téann sé trí dhromchla an chiseal luí seoil, agus astaítear é ón scáthán DBR íseal-fhrithchaiteacht.

Tar éis an bunstruchtúr a thuiscint, is furasta a thuiscint cad a chiallaíonn na "astuithe ingearach" agus "astú comhthreomhar" faoi seach. Léiríonn an figiúr seo a leanas modhanna astaithe solais VCSEL agus EEL faoi seach [4]. Is modh astaithe bun é an VCSEL a thaispeántar san fhigiúr, agus tá modhanna astaithe barr ann freisin.

Maidir le léasair leathsheoltóra, d'fhonn leictreoin a instealladh isteach sa limistéar gníomhach, is gnách go gcuirtear an limistéar gníomhach in acomhal PN, déantar leictreoin a instealladh isteach sa limistéar gníomhach tríd an gciseal N, agus déantar poill a instealladh isteach sa limistéar gníomhach tríd an gciseal P. D'fhonn ard-éifeachtúlacht léasair a fháil, ní dhéantar an réigiún gníomhach a dhopáil go ginearálta. Mar sin féin, tá neamhíonachtaí cúlra sa sliseanna leathsheoltóra le linn an phróisis fáis, agus níl an réigiún gníomhach ina leathsheoltóir intreach idéalach. Nuair a chomhcheanglaíonn na hiompróirí insteallta le neamhíonachtaí, laghdófar saolré na n-iompróirí, rud a fhágann go laghdófar éifeachtacht léasair an léasair, ach ag an am céanna méadóidh sé ráta modhnú an léasair, mar sin uaireanta tá an réigiún gníomhach. d'aon ghnó dópáilte. Méadú ar an ráta modhnú agus feidhmíocht a chinntiú.

Ina theannta sin, is féidir linn a fheiceáil ó thabhairt isteach DBR roimhe seo gurb é fad cuas éifeachtach VCSEL tiús an limistéir ghníomhach móide doimhneacht treá DBR ar an dá thaobh. Tá limistéar gníomhach VCSEL tanaí, agus is gnách go mbíonn fad iomlán na cuas athshondach roinnt miocrón. Úsáideann EEL astú imeall, agus is gnách go bhfuil fad na cuas cúpla céad miocrón. Mar sin, tá fad cuas níos giorra ag VCSEL, achar níos mó idir modhanna fadaimseartha, agus tréithe mód fadaimseartha aonair níos fearr. Ina theannta sin, tá méid limistéar gníomhach VCSEL níos lú freisin (0.07 miocrón ciúbach, agus is gnách go bhfuil EEL 60 miocrón ciúbach), agus mar sin tá sruth tairsí VCSEL níos ísle freisin. Mar sin féin, laghdaíonn méid an limistéir ghníomhach an cuas athshondach, rud a mhéadóidh an caillteanas agus an dlús leictreon a theastaíonn le haghaidh ascalaithe a mhéadú. Is gá frithchaiteacht na cuas athshondach a mhéadú, mar sin ní mór do VCSEL DBR a ullmhú le frithchaiteacht ard. . Mar sin féin, tá an fhrithchaiteacht is fearr ann don aschur solais uasta, rud a chiallaíonn gur airde an frithchaiteacht, is amhlaidh is fearr. Bhí deacracht theicniúil i gcónaí ag baint le conas caillteanas solais a laghdú agus scátháin ard-fhrithchaiteachta a ullmhú.