研究目的
研究超小型无氧化层垂直腔面发射激光器（VCSEL）的低温运行及其在低温光数据传输中的应用。
研究成果
仿真结果表明，在低温工作条件下，由于激光器尺寸的缩小，小型光刻垂直腔面发射激光器（VCSEL）有望实现极低的偏置电流、高可靠性、高效率以及低比特能量。超小型无氧化层VCSEL阵列是未来低温光互连领域极具前景的平台。
研究不足
本工作未考虑电阻率。关于电阻的更详细分析正在准备中，将在其他地方发表。
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适用于77K和4K光学数据应用的VCSEL激光器特性
DOI：10.1109/JQE.2020.2967783
期刊：IEEE Journal of Quantum Electronics
出版年份：2020
更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要：
小型垂直腔面发射激光器（VCSEL）在低温数据传输中兼具极低功耗与高可靠性优势。该技术适用于77K工作的焦平面阵列相机，以及4K超导电路数据提取场景?；?至6微米无氧化层小腔体VCSEL的理论分析表明（此类器件在室温下已能高效运行），通过计算77K和4K工况下的激光器响应，可推算出实现低温光链路所需调制速率的偏置条件。温度影响表现为：阈值电流随温度降低而减小，微分增益随温度降低而增大。这两个效应使得小腔体VCSEL只需极低偏置电流即可达到低温光数据链路所需的数据速率。研究还通过改变顶部镜面对数量来分析腔体设计对速率和比特能量的影响。本设计方案与性能预测为开发高效超小型VCSEL阵列（应用于光互连领域）奠定了基础。
作者：
Mina Bayat，Dennis G. Deppe
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