विवरण
वर्टिकल कैविटी सरफेस एमिटिंग लेजर (वीसीएसईएल) एक अर्धचालक लेजर है जिसकी लेजर उत्सर्जन दिशा पीएन जंक्शन विमान के लंबवत है और जिसका अनुनाद गुहा विमान पीएन जंक्शन विमान के समानांतर है। यह एक प्रकार की सतह उत्सर्जक लेज़र है। ईईएल एज उत्सर्जित लेजर का प्रकाश चिप के किनारे से क्षैतिज रूप से उत्सर्जित होता है। ईईएल की तुलना में, वीसीएसईएल के पास अधिक किफायती उत्पादन प्रक्रिया और तेज प्रतिक्रिया है, इसलिए इसने अधिक से अधिक अनुप्रयोगों में पारंपरिक एज उत्सर्जक लेजर को प्रतिस्थापित कर दिया है।
वीसीएसईएल, या ऊर्ध्वाधर-गुहा सतह-उत्सर्जक लेजर, एक प्रकार का अर्धचालक लेजर डायोड है जो चिप के विमान के लंबवत दिशा में प्रकाश उत्सर्जित करता है। इनका व्यापक रूप से ऑप्टिकल संचार, सेंसिंग और डेटा स्टोरेज जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इन अनुप्रयोगों में इन वीसीएसईएल का उपयोग करने से पहले, उनके मापदंडों को निर्धारित करने और उनकी विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए परीक्षणों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है।
आवेदन पत्र:
ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स और सूचना प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, विशेष रूप से उपकरण उन्नयन और प्रक्रिया सुधार के बाद, वीसीएसईएल ने प्रदर्शन और अनुप्रयोग दोनों में काफी प्रगति की है। कम थ्रेशोल्ड करंट, स्थिर ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य, अच्छी बीम गुणवत्ता और आसान एक-आयामी और दो-आयामी एकीकरण जैसे इसके फायदों के कारण, वीसीएसईएल का व्यापक रूप से ऑप्टिकल संचार, लेजर डिस्प्ले, ऑप्टिकल स्टोरेज, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया गया है।
संरचना:
वर्टिकल कैविटी सरफेस एमिटिंग लेजर (वीसीएसईएल) में एक जटिल अर्धचालक संरचना होती है, लेकिन इसकी पैकेजिंग संरचना आम तौर पर सरल होती है। एज-उत्सर्जक लेजर डायोड के विपरीत, ईईएल को यह पता लगाने के लिए बार में विभाजित करने की आवश्यकता होती है कि यह अच्छा है या नहीं, जबकि वीसीएसईएल उत्पाद की पैकेजिंग और स्क्रीन से पहले चिप का पता लगा सकता है, जिससे उत्पाद की जोखिम लागत काफी कम हो जाती है। वीसीएसईएल उत्पादन प्रक्रिया में तीन निरीक्षण प्रक्रियाएं हैं, और सभी तीन प्रक्रियाओं को डिवाइस का परीक्षण करने के लिए पल्स करंट स्रोत की आवश्यकता होती है। परीक्षण की लागत को कम करने के लिए एक तेज़, लचीला और उच्च परिशुद्धता परीक्षण समाधान महत्वपूर्ण है।
वीसीएसईएल उपकरणों का व्यापक रूप से 3डी फेस रिकग्निशन और डिस्टेंस सेंसिंग में उपयोग किया जाता है। जब वीसीएसईएल सरणियों का उपयोग टीओएफ मॉड्यूल में किया जाता है, विशेष रूप से डीटीओएफ सिस्टम जैसे कि LiDAR, तो संकीर्ण पल्स स्थितियों में वीसीएसईएल की पीक पावर, ऑपरेटिंग करंट, ऑपरेटिंग वोल्टेज, रूपांतरण दक्षता, निकट-क्षेत्र और दूर-क्षेत्र ऑप्टिकल विशेषताएं चिप आपूर्तिकर्ताओं के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। , पैकेजिंग सेवा प्रदाता, मॉड्यूल इंटीग्रेटर्स, आदि।
वीसीएसईएल और वीसीएसईएल सरणियाँ, जिसमें विभिन्न लेजर डायोड मानक परीक्षणों के प्रमुख विद्युत प्रदर्शन तकनीकी पैरामीटर शामिल हैं, जैसे कि लेजर डायोड फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप (वीएफ), किंक पॉइंट टेस्ट / लीनियरिटी टेस्ट (डीएल / डीआई), थ्रेशोल्ड करंट (एलटीएच), आउटपुट ऑप्टिकल पावर (पीओ) और ढलान दक्षता (ईएस)।
LIV परीक्षण VCSELs के प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों को निर्धारित करने का एक त्वरित और आसान तरीका है। यह दो माप वक्रों को एक ग्राफ़ में जोड़ता है। एल/आई वक्र ऑपरेटिंग करंट पर लेजर की प्रकाश तीव्रता की निर्भरता को दर्शाता है और इसका उपयोग ऑपरेटिंग बिंदु और थ्रेशोल्ड करंट को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। V/I वक्र ऑपरेटिंग करंट के एक फ़ंक्शन के रूप में लेजर पर लागू वोल्टेज को दर्शाता है। LIV (प्रकाश तीव्रता-वर्तमान-वोल्टेज) परीक्षण के माध्यम से, VCSEL की अधिकांश विद्युत पैरामीटर विशेषताओं और इष्टतम आउटपुट ऑप्टिकल पावर का मूल्यांकन किया जा सकता है।
रडार द्वारा लेज़र पल्स चौड़ाई आउटपुट जितना संकीर्ण होगा, रेंजिंग सटीकता उतनी ही अधिक होगी; शिखर ऑप्टिकल शक्ति जितनी अधिक होगी, आम तौर पर 100 वाट तक, परीक्षण दूरी उतनी ही लंबी होगी। इसलिए, उच्च इंजेक्शन करंट वाले उच्च-शिखर ऑप्टिकल पावर वीसीएसईएल चिप्स का अध्ययन करना महत्वपूर्ण है। डीसी या विस्तृत पल्स द्वारा संचालित होने पर उच्च-शक्ति वाले लेज़र गंभीर गर्मी उत्पन्न करते हैं, और लेज़र के विशेष प्रभाव तापमान से बहुत प्रभावित होते हैं। डीसी या वाइड पल्स के तहत परीक्षण के परिणाम डिवाइस की विशेषताओं को प्रतिबिंबित नहीं कर सकते हैं। इसलिए, वास्तविक कामकाजी परिदृश्यों में वीसीएसईएल उपकरणों के प्रदर्शन को मापने के लिए, उनका परीक्षण करने के लिए माइक्रोसेकंड या नैनोसेकंड ड्राइविंग और परीक्षण क्षमताओं वाले परीक्षण उपकरणों की आवश्यकता होती है, जो पारंपरिक डीसी या वाइड पल्स परीक्षण उपकरणों द्वारा पूरा नहीं किया जाता है।
पैरामीटर
1. थ्रेसहोल्ड करंट: लेज़िंग शुरू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम करंट।
2. आउटपुट पावर: वीसीएसईएल से उत्सर्जित लेजर बीम की शक्ति।
3. तरंग दैर्ध्य: लेजर बीम का रंग, जो उत्सर्जित होने वाले प्रकाश की आवृत्ति निर्धारित करता है।
4. स्पेक्ट्रल चौड़ाई: किसी दिए गए आउटपुट पावर पर वीसीएसईएल द्वारा उत्सर्जित तरंग दैर्ध्य की सीमा।
5. मॉड्यूलेशन बैंडविड्थ: अधिकतम आवृत्ति जिस पर वीसीएसईएल अपनी आउटपुट पावर को मॉड्यूलेट कर सकता है।
परीक्षण
1. एलआई वक्र: यह परीक्षण वीसीएसईएल की वर्तमान बनाम आउटपुट पावर विशेषताओं को मापता है। इसका उपयोग थ्रेशोल्ड करंट को निर्धारित करने और विभिन्न पावर स्तरों पर वीसीएसईएल की पावर दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है।
2. वर्णक्रमीय माप: तरंग दैर्ध्य और वर्णक्रमीय चौड़ाई सहित वीसीएसईएल की वर्णक्रमीय विशेषताओं को मापने के लिए एक स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया जाता है। यह परीक्षण अन्य ऑप्टिकल घटकों और प्रणालियों के साथ वीसीएसईएल की अनुकूलता निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
3. नेत्र आरेख विश्लेषण: यह परीक्षण सिग्नल के तरंगरूप का विश्लेषण करके ऑप्टिकल सिग्नल की गुणवत्ता को मापता है। इसका उपयोग वीसीएसईएल की मॉड्यूलेशन बैंडविड्थ और बिट त्रुटि दर निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
4. विश्वसनीयता परीक्षण: इन परीक्षणों का उपयोग तापमान, आर्द्रता और तनाव जैसी विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत वीसीएसईएल की दीर्घकालिक विश्वसनीयता का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है। सबसे आम विश्वसनीयता परीक्षण बर्न-इन परीक्षण है, जहां डिवाइस के जीवनकाल का अनुकरण करने के लिए वीसीएसईएल को त्वरित उम्र बढ़ने के अधीन किया जाता है।
निष्कर्ष में, वीसीएसईएल महत्वपूर्ण अर्धचालक लेजर डायोड हैं जिनके मापदंडों को निर्धारित करने और उनकी विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए परीक्षणों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है। वीसीएसईएल के सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों में थ्रेशोल्ड करंट, आउटपुट पावर, तरंग दैर्ध्य, वर्णक्रमीय चौड़ाई और मॉड्यूलेशन बैंडविड्थ शामिल हैं, जबकि सबसे महत्वपूर्ण परीक्षणों में एलआई वक्र माप, वर्णक्रमीय माप, नेत्र आरेख विश्लेषण और विश्वसनीयता परीक्षण शामिल हैं। ये परीक्षण सुनिश्चित करते हैं कि वीसीएसईएल विभिन्न अनुप्रयोगों के प्रदर्शन और विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
Brandnew VCSEL को विभिन्न पैकेजों में प्रदान कर सकता है:
टीओ पैकेज: भली भांति बंद करके सील किए गए टीओ हाउसिंग में वीसीएसईएल लेजर डायोड लेजर डायोड को आसानी से संभालने की अनुमति देते हैं और कठिन परिवेश स्थितियों में ऑपरेशन के लिए उपयुक्त हैं। एक अतिरिक्त Z डायोड लेजर डायोड को इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के कारण होने वाले नुकसान से बचाता है। लेजर को स्थिर करने के लिए वीसीएसईएल को बर्न-इन से भी गुजरना पड़ता है।
एसएमडी पैकेज: वीसीएसईएल लेजर डायोड को मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) या किसी अन्य इलेक्ट्रॉनिक सब्सट्रेट पर सतह पर स्थापित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एसएमडी पैकेजिंग इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में आसान एकीकरण की अनुमति देती है, जिससे वे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाते हैं। BrandNew 7060, 3535 SMD पैकेज जैसी आपूर्ति कर सकता है।
वीसीएसईएल डाई: इसके अलावा ब्रांडन्यू उपयोगकर्ताओं के लिए वीसीएसईएल डाई की आपूर्ति कर सकता है। तरंग दैर्ध्य: 638 एनएम, 808 एनएम, 850 एनएम, 940 एनएम; शक्ति: mW स्तर से किलोवाट स्तर तक
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