Analiza własności cieplnych matryc laserów VCSEL emitujących falę 850 nm

• Autorzy: Sarzała Robert P. , Poborska Julita

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.10.48

Warianty tytułu

EN

Analysis of thermal properties of 850-nm vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) arrays

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki numerycznej trójwymiarowej analizy termicznej w stanie ustalonym macierzy laserów VCSEL (laserów emitujących z powierzchni z pionową wnęką rezonansową) emitujących falę 850 nm, wykorzystując metodę elementów skończonych. Zbadano wpływ na wzrost temperatury w matrycy rozmiaru apertury tlenkowej obszaru czynnego pojedynczych emiterów matrycy, rozmiaru matrycy, rozmiaru podłoża, odległości między emiterami, ilości ciepła wydzielonego w każdym emiterze oraz jakości połączenia termicznego między matrycą a chłodnicą.

EN

A thermal 3D steady-state analysis of 850 nm vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) arrays based on the finite element method (FEM) is presented in this paper. Several oxide aperture diameters active region of single emitter, array sizes and substrate sizes, several values of the distance between adjacent emitters, various heat source densities, and the impact of the quality of thermal connections between the semiconductor structure and the heat sink are considered.

Słowa kluczowe

PL

GaAs VCSEL; matryca laserowa; analiza termiczna; bliska podczerwień

EN

diode laser array; thermal analysis; GaAs VCSEL; near IR

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 10
• Strony: 237--240
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Sarzała Robert P.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 217/221, 93-005 Łódź

• https://orcid.org/0000-0002-2929-0844

autor

Poborska Julita

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 217/221, 93-005 Łódź
• ICFO - The Institute of Photonic Sciences, The Barcelona Institute of Science and Technology, Av. Carl Friedrich Gauss, 3 08860 Castelldefels Barcelona (Spain)

• https://orcid.org/0000-0003-3447-7125

Bibliografia

• [1] Minseong Park, Yongmin Baek, Mesgana Dinare, Doeon Lee, Kyung-Ho Park, Jungho Ahn, Dahee Kim, Joseff Medina, Won-Jin Choi, Sihwan Kim, Changjie Zhou, Junseok Heo and Kyusang Lee, “Hetero-integration enables fast switching time-of-flight sensors for light detection and ranging”, Scientific Reports (2020) 10:2764, https://doi.org/10.1038/s41598-020- 59677-x
• [2] Dummer M., Johnson K., Rothwell S., Tatah K., Hibbs-Brenner M., The role of VCSELs in 3D sensing and LiDAR, Proc. SPIE 11692 (2021), Optical Interconnects XXI, 116920C
• [3] N. Ledentsov Jr., L. Chorchos, O. Yu. Makarov, M. Bou Sanayeh, J.-R. Kropp, I. E. Titkov, V. A. Shchukin, V. P. Kalosha, J. P. Turkiewicz, and N. N. Ledentsov, "Advances in design and application of compact VCSEL arrays: from multicore fiber to optical wireless and beyond", Proc. SPIE 12020, Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers XXVI, 1202008 (2 March 2022); https://doi.org/10.1117/12.2607878
• [4] Hao-Tien Cheng, Yun-Cheng Yang, Te-Hua Liu and Chao-Hsin Wu, “Recent Advances in 850 nm VCSELs for High-Speed Interconnects”, Photonics (2022), 9, 107. https://doi.org/10.3390/photonics9020107
• [5] Dongyue Jin , Shaomeng Yang , Feng Zhang, Ling Wu, Baolu Guan, Yingqi Yang, and Wanrong Zhang, “Thermal Design of VCSEL Arrays for Optical Output Power Improvement”, IEEE Transactions On Electron Devices, VOL. 69, No. 7, (2022) 3761-3767
• [6] Xun M., Pan G., Zhao Z., Sun Y., Yang C., Kan Q., Analysis of Thermal Properties of 940-nm Vertical Cavity Surface Emitting Laser Arrays, IEEE Transactions on Electron Devices, 68 (2021), n.1, 158-163
• [7] Gębski M., Śpiewak P., Kołkowski W., Pasternak I., Głowadzka W., Nakwaski W., Sarzała R.P., Wasiak M., Czyszanowski, T. Strupiński W., First vertical-cavity surface-emitting laser made entirely in Poland, Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences, 69 (2021), n.3, e137272-1-e137272-6
• [8] Robert Sarzała, Tomasz Czyszanowski , Michał Wasiak, Maciej Dems, Łukasz Piskorski, Włodzimierz Nakwaski, Krassimir Panajotov, “Numerical self-consistent analysis of VCSELs”, Advances in Optical Technologies, Volume 2012 (2012), Article ID 689519, 17 pages, pp.1-17
• [9] Robert P. Sarzała, Julita Poborska, “Analiza termiczna dwuwymiarowych matryc laserów VCSEL”, Przegląd Elektrotechniczny, R.98, Nr 9 (2022), pp. 167-169, doi:10.15199/48.2022.09.3