设计与分析：长波长垂直腔面发射激光器在光通讯中的应用

"光通讯用长波长面发射激光器的设计" 光通讯是现代通信技术的基础，其中长波长垂直腔面发射激光器（VCSEL）因其独特的优点在该领域扮演着重要角色。垂直腔面发射激光器是激光二极管的一种，其结构独特，能够实现面发射，具有良好的单模特性、低阈值电流和高速调制能力，这使得它们在光纤通信系统中得到了广泛的应用。同时，随着无线激光通信的需求增加，VCSEL也开始受到越来越多的关注。 本设计说明书详细探讨了长波长VCSEL的相关知识，包括其发展历史、应用领域以及基本器件结构。设计者莫翠兰在导师高建霞副教授的指导下，深入研究了VCSEL的核心组成部分——分布布拉格反射镜（DBR）、谐振腔和金属接触层。 DBR是VCSEL的关键组件，其功能是形成光学反射器，以确保激光在腔内反射并达到激光振荡所需的反馈。设计中，通过特征矩阵法计算DBR的反射谱，这是一种用于分析多层薄膜结构反射性质的方法。DBR材料的选择和对数对反射率的影响是设计的重要环节。在本次设计中，选择了GaAs/AlxOy材料作为DBR，这种材料组合能够实现所需波长的高效反射，并且适应长波长通信需求。 谐振腔是激光器的心脏，决定了激光器的波长选择性和稳定性。而金属接触层则负责提供电注入和激光器的电流限制。优化这些组件的参数，可以进一步提升激光器的性能，如降低阈值电流，提高效率和可靠性。 此外，论文还可能涵盖了激光器的制造工艺、热管理、光学耦合以及激光器在实际光通信系统中的集成和应用。设计者通过理论计算和仿真模拟，对激光器的性能进行了预测和评估，旨在为未来的无线激光通信提供可行的解决方案。 这篇毕业设计详细介绍了长波长VCSEL的设计原理与方法，为理工科的学生提供了宝贵的参考，有助于他们理解和掌握激光器设计的关键技术，同时也展现了在科研和工程实践中的应用潜力。通过这样的设计，不仅可以提升学生的专业技能，也为光通信领域的创新和发展贡献了新的思路。