激光器波长随温度变化漂移的原因

随着温度的身高使的激光器的阈值电流增加，输出功率降低，发射波长漂移，造成模式不稳定，增加内部缺陷，严重影响器件的寿命。给应用带来很大困难。

用倍频晶体的分离晶体式的半导体激光器，温度变化会影响波长，因为温度变化会造成热胀冷缩，改变倍频晶体的微观结构，从而改变波长。

VCSEL全称为垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser），是半导体激光器的一种，当前以砷化镓半导体为基础材料的VCSEL居多，发射波长主要为近红外波段。

顾名思义，VCSEL是一种垂直于衬底面射出激光的激光器，有区别于传统的边发射半导体激光器，如F-P激光器(法布里-珀罗激光器)、DFB（分布式反馈激光器）。其可以在衬底上多个方向上排列多个激光器，从而形成并行光源或者面阵光源，是光纤通信或者光感测领域的主要光源之一。

相较于传统的半导体激光器，VCSEL有以下诸多优点：

1）有源层体积极小，从而可以获得极低的工作阈值，如材料工艺发展可期待极低阈值甚至无阈值发光器件；

2）波长和阈值对温度变化相对不太敏感（当然VCSEL本身也属于半导体激光器的一种，也就逃脱不了温度对其影响的宿命，其波长相对于温度变化的温漂系数大约为0.06 nm/℃，相比于F-P激光器的0.3 nm/℃来说已经小很多了。）；

3）腔长量级与波长相近，甚至更小（半波长量级），故纵模间隔较大， 可实现单纵模出射 ；

4）可得到较大的驰豫振荡频率，从而 实现较高的调制频率 ；

5）出射圆形光斑，易于与光纤耦合；

6）封装简易，且 可以形成二维激光阵列 ；

7）预期工作寿命达10万小时及以上。

VCSEL结构一般由上、下布拉格反射镜(DBR)和中间有源区三部分组成，其典型的外延结构如图1所示从下到上依次是衬底、N型接触层、N型DBR、量子阱有源区、P型DBR、P型接触层。示意图如图1所示。