Y8T251 PCSEL

更新时间:2022-09-08 08:09:17 阅读量:1325

最近提的很热闹的一个词,PCSEL,说兼具了边发射EEL的优点,以及面发射SEL的优点。

  • 什么是PCSEL?

  •  如何兼顾边发射与面发射的优点

  • 曾经写过的相似案例

  • “即将量产”的即将意味着什么

PCSEL photonic crystal surface emitting semiconductor lasers, 光子晶体表面发射半导体激光器,

利用光子晶体做谐振腔,实现激光器的“表面”发射。

PCSEL photonic crystal surface emitting semiconductor lasers, 光子晶体表面发射半导体激光器,

利用光子晶体做谐振腔,实现激光器的“表面”发射。


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常见的VCSEL,是垂直谐振腔实现的表面发射,用DBR光栅上下分布制作的垂直谐振腔。


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VCSEL有两个难处,一个是垂直谐振腔很薄,增益物质较少,导致功率不足。VCSEL的功率小在光纤通信中并不是坏事,因为VCSEL传输几十米到几百米的距离,相比较边发射从500m到120公里的传输而言,对VCSEL的功率需求原本就不高。 但在激光雷达中,这个困难就比较明显。

VCSEL有两个好处,一个是表面发射,容易集成,第二个是低成本。

EEL边发射的典型激光器类型是DFB,光栅是谐振腔,水平谐振腔。

EEL的好处,一个是功率大,因为腔是横向的,直接加长就等于“多个PN结”的多结级联了。垂直腔的多结就非常困难。第二个是单模,容易控制横模和纵模都是单个模激射,这些在10月份的光模块/光器件/光芯片系列在线技术解读中有安排,

EEL的劣势,成本高


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PCSEL所谓的能“兼顾”EEL边发射和SEL面发射的双重优点,

VCSEL用的是垂直谐振腔,DFB用的水平谐振腔,二者都是用光栅制作而成。

PCSEL的兼顾就是在垂直谐振腔中,增加了横向谐振腔。


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横向谐振腔,用这个光子晶体制作。


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横看成岭侧成峰,看紫色线,是横向光栅的等效谐振腔,红色线是另一个横向谐振腔。


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谐振用来干什么?

LASER的全称是,受激辐射光放大器,Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,

Amplification,放大,这就是激光器的核心意义,辐射的原始光,通过“谐振腔”进行相干,从而实现了“放大”

DFB为什么可以做大功率,是因为多个“分布式”的谐振腔在横向上串联在一起啊,DFB叫做分布反馈激光器。


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现在的PCSEL,用一个垂直谐振腔,两组横向谐振腔,用于不断的“放大”,就是说的那个在垂直腔的VCSEL上兼顾了EEL横向腔的意思。

这种结构,很多科学家在研究,只是起名字的时候,选择不同的名称罢了。

看几个VCSEL在垂直谐振腔,增加设计的横向谐振腔


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最后,聊几句即将商用意味着什么?

那个著名的鸿沟理论大家都听过吧? 当学术研究拿出样机,认为具备商用条件时,能否跨越这个产业化过程中的“鸿沟”,有极大的不确定性。


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学术,是技术层面的向上突破,是单点突破,

而产业所需要的外围条件则是多个维度的,技术、成本、可靠性、需求时隙窗口、竞争(其他技术的胜出机会)、合作(上下游供应链的配合程度与成熟度)、产业规模的预期(投入产出的盈利分析)

这个过程一路下来,碰上一个解决不了的困境,都可能导致掉入谷底困境。

光模块/光器件产业发展初期,在2000-2003年碰到的那个破灭期,那个谷底,导致三分之二的初创公司停摆,大公司裁员比例很多超过一半,2003年产业规模只有2000年的大约30%

硅光集成技术,提出即将商用这些词是上世纪90年代初,直到2014年才有了产业订单,这就是学术界看到的“即将”,和产业界感受到的“鸿沟”

即将,就是望山跑死马的那种即将


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