El nombre completo de VCSEL es Vertical-cavity Surface-emitting Laser (láser de emisión superficial de cavidad vertical), el nombre chino es vertical cavity surface emitting laser (láser de emisión superficial de cavidad vertical). Es un tipo de láser semiconductor.

Los láseres semiconductores son láseres fabricados con tecnología de fabricación de semiconductores. Como todos los dispositivos fabricados con semiconductores, los láseres de semiconductores son más pequeños, ligeros, consumen menos energía, son más fiables y duran más que los láseres de sólidos, gases y líquidos. Características. Los láseres semiconductores se dividen en láseres emisores de borde (EEL) y láseres emisores de superficie de cavidad vertical (VCSEL) en función de sus estructuras de chip láser.

La temperatura tiene un efecto significativo en la corriente umbral del láser. Del mismo modo, las características de salida del láser varían significativamente con la temperatura. Por lo tanto, la temperatura es una de las consideraciones importantes a la hora de diseñar circuitos de control láser.

El aumento de la temperatura tiene un efecto adverso significativo en el rendimiento del láser. Las principales prestaciones son las siguientes 1) La corriente umbral del láser aumenta significativamente a medida que aumenta la temperatura; 2) Cuanto mayor es la temperatura, menor es el ancho de banda de modulación del láser, menor es la frecuencia central de la modulación y menor es la potencia óptica de salida; 3) Para la misma modulación de pulsos, cuanto mayor es la temperatura, menor es la potencia de salida del láser y mayor es el tiempo de retardo; 4) Cuanto mayor es la temperatura, mayor es el chirrido transitorio del láser. Introduciendo el factor de temperatura en la ecuación de velocidad, se simula el efecto de la temperatura en las características de salida y de modulación del láser, y se observa que el cambio de temperatura tendrá un impacto significativo en las características del láser.

El proceso de fabricación de los VCSEL es muy complicado, sobre todo si se basa en el proceso MOCVD (deposición orgánica de vapor metálico). Mark McKee, director de marketing de productos de Veeco, afirma: "El desarrollo de la tecnología VCSEL requiere la adquisición de más sistemas de deposición química de vapor orgánico metálico (MOCVD) para garantizar que la capacidad de fabricación se acelera para seguir el ritmo de la demanda de sistemas lidar. La cuestión ahora es cómo conseguir el mayor rendimiento y la mayor producción para satisfacer la demanda del mercado. Y esto tiene que basarse en la tecnología MOCVD líder del sector. "

De ello se desprende la importancia de la tecnología MOCVD para el desarrollo de los VCSEL. ¿Qué es MOCVD? MOCVD es una nueva tecnología propuesta por manasevit et al. de Rockwell Corporation en 1968 para preparar películas delgadas monocristalinas químicas, y se empezó a utilizar en la práctica a principios de la década de 1980. Desde el punto de vista de su definición, MOCVD es un nuevo tipo de tecnología de epitaxia en fase vapor desarrollada sobre la base de la epitaxia en fase vapor (VPE).

En la tecnología de deposición de vapor químico orgánico metálico (MOCVD), los gases de reacción se combinan en el reactor a una temperatura elevada para provocar interacciones químicas y depositar el material sobre el sustrato. En la MOCVD, se inyecta gas ultrapuro en el reactor y se dosifica finamente para depositar una capa atómica muy fina sobre la oblea semiconductora. La reacción superficial de compuestos orgánicos u orgánicos metálicos e hidruros que contienen los elementos químicos deseados crea las condiciones para el crecimiento cristalino, formando la epitaxia de materiales y semiconductores compuestos. A diferencia de los semiconductores de silicio convencionales, estos semiconductores pueden contener elementos que combinan Grupo III y Grupo V, Grupo II y Grupo VI, Grupo IV o Grupo IV, y Grupo V y VI.

Tras casi 20 años de rápido desarrollo, MOCVD se ha convertido en una de las tecnologías clave para la preparación de materiales semiconductores. Ampliamente utilizado en la preparación de diversos materiales de película delgada, incluyendo dispositivos semiconductores, dispositivos ópticos, elementos sensores de gas, materiales de película delgada superconductores, películas delgadas ferroeléctricas / ferromagnéticas, materiales de alto dieléctrico, etc.

Según datos de Wikipedia, los reactores que realizan MOCVD deben soportar altas temperaturas. La cámara de reacción se compone de la pared del reactor, el revestimiento, la base, la unidad de inyección de gas y la unidad de control de temperatura. Generalmente, la pared del reactor es de acero inoxidable o cuarzo. Como revestimiento de la cámara de reacción, entre la pared del reactor y la base, se suele utilizar cerámica o vidrio especial, como el cuarzo. Para evitar el sobrecalentamiento, el agua de refrigeración debe fluir a través de los canales de la pared del reactor. El sustrato se encuentra en una base de temperatura controlada. El susceptor está fabricado con materiales resistentes a los compuestos orgánicos metálicos utilizados.

El reactor MOCVD aquí mencionado necesita soportar altas temperaturas, y para evitar que la pared del reactor se sobrecaliente, y requiere agua de refrigeración para enfriarse, la unidad de control de temperatura es muy importante. Del mismo modo, la temperatura también influye en el VCSEL. El SUNDI sistema de refrigeración y calefacción en serie desarrollado independientemente y desarrollado por LNEYA puede controlar el rango de temperatura de -120 ℃ a 350 ℃. Los ciclos de refrigeración y calefacción se llevan a cabo. Para los procedimientos de operación de alta potencia, el sistema de control dinámico de temperatura de la serie SUNDI es sin duda una buena opción.

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