氧气传感760 nm垂直腔面发射半导体激光器.pdf

第 42 卷第 4 期2023 年 8 月红 外 与 毫 米 波 学 报J.Infrared Millim.WavesVol.42，No.4August，2023氧气传感760 nm垂直腔面发射半导体激光器刘天娇1，2，徐玥辉1，2，张建伟1*，张星1，3*，张卓1，2，宫玉祥1，2，周寅利1，慕京飞1，2，陈超1，吴昊1，宁永强1，王立军1（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033；2.中国科学院大学，北京 100049；3.长春中科长光时空光电技术有限公司，吉林 长春 130102）摘要：在国内首次报道了氧气传感专用760 nm单模、波长可调谐的垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL），详细报道了760 nm VCSEL设计方法与器件制备结果。通过分析AlGaAs量子阱的增益特性，确定了量子阱组分及厚度参数，并设计了室温下增益峰与腔模失配为 10 nm 的 VCSEL激光器结构，完成了VCSEL结构的器件制备。VCSEL激光器在工作温度25 C时单模功率超过2 mW，此时边模抑制比为28.1 dB，发散角全角为18.6。随着工作电流增加，VCSEL激光器的发散角随之增加，然而激光远场光斑仍然为高斯形貌的圆形对称光斑。通过调节 VCSEL 激光器的工作温度与工作电流，实现了 VCSEL 单模激光波长从 758.740 nm 至764.200 nm的近线性连续调谐，VCSEL工作在15 35 C时激光波长的电流调谐系数由1.120 nm/mA变至1.192 nm/mA；温度调谐系数由0.072 nm/C变至0.077 nm/C。在两个氧气特征吸收波长附近，VCSEL激光的边模抑制比分别达到了32.6 dB与30.4 dB。关键词：垂直腔面发射激光器；单模工作；波长调谐；氧气传感中图分类号：TN248.4 文献标识码：AThe 760 nm-vertical cavity surface emitting laser for the oxygen sensingLIU Tian-Jiao1，2，XU Yue-Hui1，2，ZHANG Jian-Wei1*，ZHANG Xing1，3*，ZHANG Zhuo1，2，GONG Yu-Xiang1，2，ZHOU Yin-Li1，MU Jing-Fei1，2，CHEN Chao1，WU Hao1，NING Yong-Qiang1，WANG Li-Jun1（1.State Key Laboratory of Luminescence and Applications，Changchun Institute of Optics，Fine Mechanics and Physics，Chinese Academy of Sciences，Changchun 130033，China；2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China；3.Ace Photonics Co.Ltd.，Changchun 130102，China）Abstract：A 760 nm single-mode，wavelength-tunable Vertical Cavity Surface-Emitting Laser（VCSEL）for oxygen sensing has been reported.The design method and device fabrication results of the 760 nm VCSEL have been reported in detail.By analyzing the gain characteristics of AlGaAs quantum wells，the composition and thickness of the quantum wells were determined，and the VCSEL structure with a gain peak and cavity mode mismatch of 10 nm at room temperature was designed.The single-mode power of the VCSEL exceeds 2 mW when the operating temperature is 25 C，the side-mode suppression ratio（SMSR）is 28.1 dB，and the full angle of the divergence angle is 18.6.As the operating current increases，the divergence angle of the VCSEL laser increases，but the far-field is still a circular and symmetrical spot with a Gaussian shape.By tuning the operating temperature and operating current of the VCSEL laser，the single-mode wavelength of the VCSEL can be continuously tuned from 758.740 nm to 764.200 nm.The current tuning coeffi文章编号：1001-9014（2023）04-0441-09DOI：10.11972/j.issn.1001-9014.2023.04.003收稿日期：2022 11 24，修回日期：2023 04 12 Received date：2022 11 24，revised date：2023 04 12基金项目：国家自然基金重大项目（62090060）；国家自然科学基金项目（61874117，61874119，11774343）；吉林省重点科技攻关项目（20220201063GX）Foundation items：Supported by the Major Program of the National Natural Science Foundation of China（62090060）；the National Natural Science Foundation of China（61874117，61874119，11774343）；and the Science and Technology Development Project of Jilin Province（20220201063GX）作者简介（Biography）：刘天娇（1998），女，吉林省四平市人，硕士研究生，主要研究领域为电泵浦垂直腔面发射激光器，E-mail：*通讯作者（Corresponding authors）：E-mail：；42 卷 红 外 与 毫 米 波 学 报cient of the laser wavelength changes from 1.120 nm/mA to 1.192 nm/mA，and the temperature tuning coefficient changes from 0.072 nm/to 0.077 nm/when the VCSEL operates at 15-35 C.The SMSR of the VCSEL laser reaches 32.6 dB and 30.4 dB near the two characteristic absorption wavelengths of oxygen.Key words：vertical cavity surface emitting laser，single-mode operation，wavelength detuning，oxygen sensing引言近年来，基于激光吸收谱原理的氧气传感技术发展迅速，低成本、小体积与低功耗的激光氧气传感技术在工业氧浓度监测、消费电子、医疗等领域有广阔前景：进行高温监测，提高金属冶炼效率1；监测肺功能，减少实时氧合异常引发的危险2；检测食品状态，确定密封盒中水果的变质和储存时间；进行非破坏性的药品监测，实时在线检测药用玻璃瓶中氧浓度以避免发生医疗事故3-4。低功耗、小体积、高光谱纯度的垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL）是实现上述应用的关键5-6。VCSEL发射光垂直于激光芯片表面，在氧气传感应用中有如下独特优势7：体积小，便于集成8-11；功耗低，单个发光点功耗仅为几毫瓦12-13；输出激光光斑圆形对称，光束处理成本低14-15；单纵模输出，光谱特性好等。早在 1997 年，爱尔兰光电三一学院物理系的V.Weldon 等人提出 VCSEL 用于氧气传感的可行性16，并论证了 VCSEL 激光器在降低传感系统功耗、体积等方面的优势。2006 年，Ulm 大学的 Fernando Rinaldi等人通过表面浮雕技术，在754 nm波长处获得了2.0 mW的最大单模输出功率17，同年，该团队又通过光栅浮雕技术，获得了单模与单偏振的760 nm VCSEL18，将单模功率提高到2.5 mW左右。表面浮雕刻蚀技术可改善 VCSEL 的光谱质量，实现单模输出，但对腐蚀精度要求高，稍有偏差就会影响选模效果；表面光栅技术具有良好的偏振选择性，可以实现较为稳定的输出，但工艺更为复杂，不利于VCSEL成本的降低。2020年，Priolas公司的M.Grabherr等报道了宽调谐的760 nm VCSEL，温度调节范围达到-30160 C，实现了10 nm 的波长调谐范围19。2021年，M.Grabherr等人使用反相表面浮雕技术，实现了 760 nm VCSEL 单模功率 1.3 mW10。2022年，M.Grabherr等人进一步改进浮雕制备工艺后，实现了760 nm VCSEL最高单模输出功率2.4 mW，拥有5.5 nm宽的波长调谐范围20。上述研究中通过引入浮雕及光栅等特殊结构实现了VCSEL激光器的稳定单模输出。在本研究中，我们采用氧化限制结构实现了760 nm VCSEL毫瓦级单模功率的输出。首先介绍 760 nm波段 VCSEL激光器的量子阱设计方法与设计结果，然后介绍制备的VCSEL激光器参数测试结果，最后对本文进行总结。1 理论设计 良好的量子阱增益特性是实现VCSEL激光器高性能工作的关键。量子阱结构能否为腔内激光提供高的光学增益是器件设计的首要考虑因素，我们根据CROSS LIGHT的内嵌模型完成对量子阱区域光学增益的表征。使用k p理论21-22 和价带混合效应来分析量子阱的能级分立情况，计算各个子能带的波函数，并对波矢量kt进行积分，最终发光区的增益可以表示为：g(E)=g02tEi,j0()fdip()ktMb()fj-fidkt21+Ecj()kt-Ekpi()kt-E22,（1）其中，t为量子阱厚度，为展宽系数，fdip是偶极子因子，Mb是体积偶极子动量，fj和fi是费米函数，Ecj和Ekpi是计算的第j个导带子带和第i个价带子带，g0是一个常数，其值定义为：g0=q2h0cm02n,（2）其中，q是自由电子电荷，h为普朗克常数，0为真空介电常数，c为光速，m0是有效载流子质量，n为折射率。本研究采用材料结构相对成熟的AlGaAs作为760 nm VCSEL 激光器的量子阱材料，Al0.42Ga0.58As作为量子阱的势垒层材料，以实现良好的载流子限制。基于上述理论模型，使用CROSS LIGHT软件对有源区进行模拟仿真，探索不同势阱组分和厚度对发光波长和增益的影响，完成对组分和厚度的优化。图1（a）中列出了中心发光波长位于750 nm及760 nm的AlGaAs量子阱中Al组分和量子阱厚度参4424 期刘天娇 等：氧气传感760 nm垂直腔面发射半导体激光器数变化趋势。对于两种不同的中心波长，AlGaAs中Al组分与量子阱厚度变化曲线有着相似的变化趋势。对于同一个发光波长，更厚的量子阱需要更高的Al组分才能达到目标波长，这主要是因为量子阱厚度增加导致量子化程度下降，能带变窄，需增加Al组分以保持能带宽度不变。当量子阱厚度超过6 nm时，保持相同出光波长所需要的Al组分随厚度变化趋势变小，出现此趋势的原因是量子阱厚度过厚，子能级量子化效应趋于消失，材料发光特性趋于体材料特性。VCSEL激光器工作时，其内部存在严重的热积累效应，温度升高会导致发光增益峰值波长出现红移23，因而在器件设计中常将量子阱的增益峰值偏移发光波长一定距离，一般蓝移10 nm左右24。图1（b）为理论模拟的不同厚度量子阱的增益曲线对比，此时量子阱增益峰值波长为750 nm。图1（b）中可以看出，当量子阱厚度为4 nm与5 nm时，量子阱具有最高的增益峰值。此后，随着量子阱厚度的增加，增益峰值不断下降，且厚度超过6 nm的量子阱会出现明显的侧峰，这是由于能级分裂不足导致的，两个子能级距离太近，同时发光。侧峰的波长小于主峰，因为第二子能级所对应的禁带宽度大于第一子能级，导致波长发生蓝移。为了实现高的增益，应该尽可能地选择窄量子阱，但是这会导致纵模限制因子减小，对光场和载流子的限制作用减弱，容易发生载流子的泄露25。当量子阱厚度从4 nm增加至5 nm时，增益峰强度没有明显变化，增益谱宽度变宽，但是当量子阱厚度为5 nm时，曲线出现了轻微的侧峰。综上所述，为兼顾增益特性与内部限制因子，我们采用 5 个 4 nm 厚度的Al0.08Ga0.92As量子阱作为有源区的发光层。量子阱的峰值增益与载流子浓度变化关系可以表征在实际工作中量子阱的增益输出能力。我们模拟了量子阱厚度从3 nm增加至8 nm时，峰值增益随量子阱内部载流子浓度改变的曲线，增益峰值波长均在750 nm，如图2（a）所示。图中不同厚度的量子阱峰值增益随载流子浓度变化呈现明显的差异。当量子阱厚度由3 nm增加至8 nm，量子阱的透明载流子密度呈明显的下降趋势，此时量子阱Al组分增加，价带顶的能态密度减小26，导致透明电流密度下降；然而，量子阱的微分增益会随量子阱厚度的增加而减小，随着厚度的增加，量子阱在高泵浦功率下会更容易发生增益饱和，导致增益减小27。当量子阱厚度为3 nm时，小的量子阱厚度容易造成载流子的泄露，造成饱和增益下降。在图2（a）中，4 nm的量子阱微分增益与饱和增益数值均明显高于其他厚度的量子阱，虽然其透明载流子密度较高，但由于量子阱厚度较小，高的透明载流子密度并不会带来透明电流的明显增加，而4 nm厚度的量子阱在微分增益和饱和增益方面有明显优势。图2（b）为4 nm 量子阱在不同载流子浓度下的增益谱，由于能带填充效应，随着载流子密度的增加，增益谱曲线有轻微蓝移现象。为保证增益峰与目标激光波长的匹配，量子阱的增益峰设计在750 nm附近，因为激光器工作时内部的自产热效应使得增益峰向长波长方向移动。增益峰值随工作温度变化的模拟曲线如图 3（a）所示，随着工作温度的升高，量子阱中非辐射复合和注入载流子泄露加剧，峰值增益不断下降；量子阱材料的禁带宽度会减小，量子阱的增益峰位置图1理论模拟的（a）增益峰值波长在750 nm及760 nm时量子阱的厚度与组分关系，（b）增益峰值在750 nm时不同厚度AlGaAs量子阱的增益光谱Fig.1Theoretical simulation：（a）the relationship between the thickness and composition of quantum wells when the gain peak wavelength is 750 nm and 760 nm，（b）the gain spectra of AlGaAs quantum wells with different thicknesses when the gain peak is at 750 nm44342 卷 红 外 与 毫 米 波 学 报发生红移28。随着工作温度的增加，组成VCSEL的半导体材料折射率也会增大29，因而VCSEL激光器的反射谱及腔模位置也随之红移，25 C及85 C下的VCSEL反射谱模拟结果见图3（b）所示。理论模拟了增益峰值和腔模波长随工作温度变化的曲线，如图3（c）所示。增益峰值波长的温漂系数为 0.232 nm/C，而腔模的温漂系数为 0.045 nm/C，二者相差很大，且在72 C左右时重合并且重合波长约为762 nm，这说明在高温情况下二者实现了波长匹配，有利于在大电流引起的内部严重热积累下高效稳定工作。为实现良好的单模工作特性，我们将AlAs氧化层的位置设置在远离有源区3对布拉格反射镜（Distributed Bragg Reflector，DBR）处，并将其严格置于波节位置30，我们采用的 AIXTRON 200/4 MOCVD 设备具有极佳的厚度控制精度与均匀性，可以保证我们实现精确的氧化层位置控制，在实际器件制备过程中实现良好单模特性。2 器件结构 760 nm VCSEL 激光器的结构示意图如图 4所示，主要包括：35.5对n型（Si）掺杂分布DBR、5对非掺杂 AlGaAs 量子阱有源区、氧化层和 23对 p型（C）掺杂DBR。其中，DBR 结构由 Al0.25Ga0.75As/Al0.95Ga0.05As 以图2（a）不同量子阱厚度的发光区材料增益随载流子浓度变化关系，（b）不同载流子浓度下4 nm AlGaAs量子阱的增益谱Fig.2（a）The relationship between the gain of the light-emitting region material with different quantum well thicknesses and the carrier concentrations，（b）the gain spectra of the 4 nm AlGaAs quantum wells under different carrier concentrations图3（a）理论模拟的不同温度下的发光区量子阱增益谱，（b）不同温度下的VCSEL激光器反射谱，（c）VCSEL激光器腔模波长和增益峰值波长随工作温度的变化关系曲线Fig.3（a）The quantum well gain spectrum of the light-emitting region at different temperatures simulated theoretically，（b）the reflection spectra of the VCSEL laser at different temperatures，（c）the relationship between the cavity mode wavelength and the gain peak wavelength of the VCSEL laser as a function of the operating temperature4444 期刘天娇 等：氧气传感760 nm垂直腔面发射半导体激光器及其中间的渐变层构成。渐变层采用线性渐变形式以降低界面势垒，渐变层厚度为20 nm，其中组成DBR的Al0.25Ga0.75As或Al0.95Ga0.05As单层材料与渐变层的光学厚度总计为四分之一波长以保证振荡激光在DBR内部传输过程中的相位。氧化层采用厚度为35 nm的Al0.98Ga0.02As材料层，有源区采用5组厚度为4 nm的Al0.08Ga0.92As量子阱。采用金属有机化合物化学气相沉淀（Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD）制备VCSEL 激光器外延片，流程如图 5所示。760 nm VCSEL器件采用顶发射工艺，主要工艺步骤包括光刻、对晶圆开展台面刻蚀形成典型的圆形台面结构、侧氧化、磁控溅射金属膜、减薄、抛光、划片，最后将芯片封装至带有TEC控温的热沉基座，开展基本参数性能测试。3 实验结果 变温测试VCSEL激光器的功率-电压-电流曲线结果见图6所示。图中可以看出，随着工作电流的增加，VCSEL激光器的出光功率曲线呈现明显的饱和现象。在25 C下，VCSEL激光器的最大出光功率达到2.523 mW。随着工作温度的增加，VCSEL激光器的最大出光功率逐步降低。85 C时VCSEL的最大出光功率仍高达 1.316 mW，证明该 760 nm VCSEL激光器可以在高温下连续、稳定地工作。由图可见，随着温度的升高，器件的斜率效率减小，这是由于高温下，量子阱的增益峰位置的红移速度比腔模快，导致增益峰位置偏离共振模式，使得共振模式的增益降低，并且高温加剧了量子阱中的非辐射复合和载流子的泄露，导致输出功率随温度升高而快速减小，降低了斜率效率。VCSEL激光器在25 C、4 mA工作电流下的激光光谱图如图 6 中插图所示，激光中心波长位于763.025 nm附近，图中的激光光谱边模抑制比达到28.1 dB，由图 6 可以看出，此时激光功率为 2.277 mW，说明我们开发的VCSEL激光器单模功率超过了2 mW。由于本研究对VCSEL氧化层位置进行了精细设计，因而在较大的氧化孔尺寸下也能保持单模工作。采用红外显微镜可直接获取氧化孔形貌，如图 6 中插图，本文氧化孔尺寸为 3.67 m4.33 m。采用CCD相机测量了VCSEL激光器在25 C下的输出光斑随工作电流的变化情况，如图 7所示。图7中的插图为测量的二维光斑形貌，光斑为圆形对称的形貌。随着工作电流由1 mA增加至4 mA，VCSEL激光器发散角（1/e2）由16.1增加至18.6，并且随着工作电流的增加，发散角增加速度变快。这是因为大电流下VCSEL中心区域的热效应增强，图4VCSEL激光器结构示意图Fig.4The schematic diagram of the VCSEL laser structure图5VCSEL制备工艺流程Fig.5The VCSEL preparation process图6不同工作温度下VCSEL激光器的P-I-V特性曲线，插图为氧化孔红外显微镜照片和 25 C，4 mA工作电流下的VCSEL激光光谱Fig.6P-I-V characteristic curves of the VCSEL lasers at different operating temperatures，the inset shows an infrared microscope photograph of the oxidation pore and a VCSEL laser spectrum at 25 C，4 mA operating current44542 卷 红 外 与 毫 米 波 学 报VCSEL激光器的中心与边缘区域横向折射率差异变大，波导效应增强。氧气传感应用要求VCSEL激光器的激光波长具有良好的可调谐特性。氧气的两个主要光谱吸收峰分别位于761 nm和763.5 nm附近，因此用于氧气传感的VCSEL必须覆盖这两个出光波长19。测量了 15 C，25 C 与 35 C 三个工作温度下 VCSEL激光器的出光波长随工作电流的变化情况，见图8（a）所示。对于不同的工作温度，VCSEL激光器的出光波长随工作电流的变化均不是线性变化，而是电流较大时出光波长漂移速率略有增加。这是因为大电流下有着更严重的热效应，VCSEL内部温度增加更快。图8（a）中，当VCSEL工作温度在15 C时，VCSEL 激光器的出光波长可由 758.740 nm 调谐至762.900 nm，平均调谐系数约为1.120 nm/mA；工作温度在 25 C 时，VCSEL 激光器的出光波长可由759.26 nm调谐至 763.540 nm，平均调谐系数约为1.150 nm/mA；工作温度在35 C时，VCSEL激光器的出光波长可由759.840 nm调谐至764.200 nm，平均调谐系数约为1.192 nm/mA。随着电流的改变，温度的调谐系数变化不大，如图8（b），随着电流增加呈上升趋势，从1.4至3.5 mA变化时调谐系数范围约为0.072 nm/C至0.077 nm/C。上述调谐范围覆盖了氧气吸收特征光谱。在上述VCSEL激光器的光谱调谐曲线中，调谐起点和调谐终点分别为758.740 nm 和764.200 nm，我们测量了其中760 nm和763.5 nm处的光谱图，如图 9所示。工作温度为 25 C，工作电流为 1.8 mA时激光中心波长位于760.040 nm附近，边模抑制比为32.6 dB，如图9（a）所示；工作温度为35 C，工作电流为 4 mA 时激光中心波长位于 763.492 nm 附近，VCSEL激光光谱出现多个代表高阶模式的次级光谱峰，激光光谱的边模抑制比仍然高达30.4 dB，如图9（b）所示，证明此时VCSEL为单模工作状态。图9中光谱图的波长在氧气的吸收峰附近并包含了吸收峰范围，且单模特性良好。图10为35 C时不同电流下的边模抑制比，均超过30 dB。结合图9中的氧气吸收峰附近的单模光谱，说明VCSEL激光器在整个氧气吸收线的调谐范围内均可保持单模工作。在本文研究中，我们实现了单模输出功率超过2 mW的760 nm VCSEL激光器，但该功率水平相较图7VCSEL激光器在不同工作电流下的激光发散角测试结果，插图为工作电流4 mA时的远场光斑Fig.7The test results of the laser divergence angle of the VCSEL laser under different working currents，the inset is the far-field spot when the working current is 4 mA图8（a）工作温度为15 C、25 C及35 C时，VCSEL激光波长随工作电流的变化关系，（b）工作电流为 1.4 mA，2.5 mA、3 mA、3.5 mA时，VCSEL激光波长随工作温度的变化关系Fig.8（a）The variation of the VCSEL laser wavelength with the operating current when the operating temperature is 15 C，25 C and 35 C，（b）the variation of the VCSEL laser wavelength with the operating temperature when the operating current is 1.4 mA，2.5 mA，3 mA and 3.5 mA4464 期刘天娇 等：氧气传感760 nm垂直腔面发射半导体激光器于 DFB（Distributed Feed Back）或者 DBR 激光器较低，目前仍有较大的提升空间。当前限制VCSEL激光器单模输出功率的主要因素在于其单模工作面积较小，而如何提升VCSEL单模功率是当前VCSEL研究的热点领域，国际上包括我们团队已经通过表面浮雕31、外腔选模32及光子晶体33等多种结构证实了VCSEL的单模工作面积可以实现扩展，最终实现单模功率水平的大幅提升，并且通过外腔结构还可以实现高的单模激光输出与窄的激光线宽。在下一步的研究中，我们将深入探索上述新型结构在760 nm波段VCSEL的应用潜力，我们相信这类结构可以将VCSEL的性能提升至可以媲美DFB或DBR激光器的水平。4 结语 本文报道了氧气传感专用的760 nm VCSEL激光器设计与制备结果。根据AlGaAs量子阱的增益特性，确定了量子阱的Al组分、量子阱厚度情况，并设计了增益峰与腔模失配的VCSEL结构。制备的VCSEL 激光器在 25 C 下的最高输出功率达到2.523 mW，单模功率超过2 mW。VCSEL工作在15 35 C时激光波长的电流调谐系数由1.120 nm/mA变至1.192 nm/mA；温度调谐系数由0.072 nm/C变至0.077 nm/C。通过调节电流和温度，激射波长在758.740 nm至764.200 nm范围内可以实现连续调谐，并覆盖了氧气的两个主要吸收峰。我们相信未来760 nm VCSEL激光器在环保和工业领域所需的小体积、低成本环境氧含量监测系统中将有重要应用前景。References1 Gao Y，Zhang Y.Study on high temperature oxygen measure method with temperature correction using laser absorption spectroscopy C.2022 International Conference on Optoelectronic Information and Functional Materials（OIFM 2022）.SPIE，2022，12255：92-100.2 Lewander M，Bruzelius A，Svanberg S，et al.Nonintrusive gas monitoring in neonatal lungs using diode laser spectroscopy：feasibility studyJ.Journal of Biomedical Optics，2011，16（12）：127002.3 SHEN Shuai，HE Jian-jun.Detection of oxygen residual concentration in medicine glass vials based on peak width correction J.Journal of Infrared and Millimeter Waves，2022，41（05）：879-887.（申帅，贺建军。基于峰宽修正的玻璃药瓶内氧气残留浓度的检测研究。红外与毫米波学报），2022，41（05）：879-887.4 SHEN Shuai，HE Jian-jun，LUO Qi-wu，et al.Inversion of oxygen residual concentration in vials based on near-infrared absorption spectroscopy J.Journal of Infrared and Millimeter Waves，2020，39（3）：311-317.（申帅，贺建军，罗旗舞，等。基于近红外吸收光谱的西林瓶内氧气残留浓度反演研究。红外与毫米波学报），2020，39（3）：311-317.5 LARSSON A.Advances in VCSELs for communication and sensingJ.IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics，2011，17（6）：1552-1567.6 WANG J，SANDERS S T，JEFFRIES J B，et al.Oxygen measurements at high pressures with vertical cavity surface-emitting lasersJ.Applied Physics B，2001，72（7）：图9（a）工作温度25 C、工作电流1.8 mA时的激光光谱，（b）工作温度35 C、工作电流4 mA时的激光光谱Fig.9（a）The laser spectrum when working temperature is 25 C and working current is 1.8 mA，（b）the laser spectrum when working temperature is 35 C and working current is 4 mA图10工作温度35 C不同电流下的边模抑制比Fig.10The SMSR at different currents when working temperature is 35 C44742 卷 红 外 与 毫 米 波 学 报865-872.7 KOYAMA F.Recent Advances of VCSEL PhotonicsJ.Journal of Lightwave Technology，2007，24（12）：4502-4513.8 WIEDENMANN D，GRABHERR M，R JGER，et al.High volume production of single-mode VCSELs C.Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering，SPIE，2006，San Jose，California，United States：6132：613202-613212.9 LIU M，WANG C Y，FENG M，et al.850 nm oxide-confined VCSELs with 50 Gb/s error-free transmission operating up to 85 C C.CLEO：Science and Innovations.Optical Society of America，SPIE，2016，San Jose，California，United States：SF1L.6.10 GRABHERR M.High performance large aperture NIR single-mode VCSELsC.Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers XXV.SPIE，2021，San Francisco，California，United States：11704.11 PAN G，XUN M，SUN Y，et al.Two-dimensional coherent VCSEL arrays with configurable beam emissionsJ.Optics&Laser Technology，2022，149：107809.12 LEDENTSOV N N，LOTT J A，KROPP J R，et al.Progress on single mode VCSELs for data-and tele-communicationsC.Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers X.SPIE，2006，6132：613202.13 XIE Y，XU C，KAN Q，et al.High power single mode output low threshold current photonic crystal vertical cavity surface emitting lasers C.Optical Fiber Communication Conference.2012：1-3.14 KANEDA Y，FAN L，HSU T C，et al.High brightness spectral beam combination of high-power vertical-external-cavity surface-emitting lasersJ.IEEE Photonics Technology Letters，2006，18（17）：17