Vcsel芯片和边发射激光芯片的区别是什么

边发光激光芯片依靠衬底晶体的解离面作为谐振腔面，在大功率以及高性能要求的芯片上技术已经成熟，但是也存在很多不足，例如激光性能对腔面的要求较高，不能用常规的晶圆切割，比如砂轮刀片、激光切割等。在实际生产中测试环节又特别麻烦，需要解离成bar条才能继续测试，这很消耗切片的能力，而且非费劲切出来，结果测试还不一定过。

Vcsel就省去这些麻烦，它的测试可以参考LED的方式。

最近几年很多人都在研究Vcsel芯片，Vcsel芯片制造过程比边发射芯片简单，合格率也高很多，但是Vcsel也有它的局限性。可以从性能和结构上分析一下。

EEL指边发射激光器，激光震荡腔长不同，EEL芯片长度可以做到上mm量级，而vcsel只有几微米。不镀膜的EEL自身腔面的反射率只有30%左右，而Vcsel可以做到99%，和外延材料性子有关。

较小的chip结构和正面发光的特点，也增加了vcsel矩阵的可能，通过矩阵chip可以做到更大功率。

二者传输模式的区别。

Laser就是从红色区域发射出去，经过上下两层DBR的震荡，产生更多的激光。

但是我们知道Vcsel多是短波长类的激光，而对于光通信常用的1310&1550等波段则几乎没有该类芯片。

这个的直接原因就是上下DBR的形成条件，

看上面的Vcsel芯片结构，可以看出vcsel的电流需要经过上下两方的DBR才能到达有源层量子阱，而砷化镓和砷化铝膜层的折射率相差较大，根据波导理论，可以通过几层的交叠形成反射率足够大的DBR层。

但是到1.2um波段以上，需要用InP做基底，InP与InGaAsP、InGaAlAs的折射率差的很小，如果要做到高反色率的DBR就需要叠堆很多层才能达到，这样电流要达到量子阱需要走的路程就很长，芯片电阻就会成倍增加，很难达到实际需要。

边发射激光器可以做超大功率激光芯片，而Vcsel想要做大功率还是很有挑战的。

高功率VCSEL研发的难点主要在于发光孔增多的情况下，如何处理热效应的问题。对此乾照光电在外延方向上优化外延量子阱，提高内量子效率，以及优化外延材料的热阻，改善器件散热特性；在芯片方向通过优化芯片设计结构，提高光电效率。

责任编辑：haq