CSELVCSEL(垂直腔面發(fā)射激光)二極管的特點如下:從其頂部發(fā)射出圓柱形射束,射束無需進行不對稱矯正或散光矯正,即可調制成用途***的環(huán)形光束,易與光纖耦合;轉換效率非常高,功耗*為邊緣發(fā)射LD的幾分之一;調制速度快,在1GHz以上;閾值很低,噪聲?。恢刂鼻幻婧苄?,易于高密度大規(guī)模制作和成管前整片檢測、封裝、組裝,成本低。VCSEL采用三明治式結構,其中間只有20nm、1--3層的QW增益區(qū),上、下各層是由多層外延生長薄膜形成的高反射率為100%的布拉格反射層,由此構成諧振腔。相干性極高的激光束***從其頂部激射出。多家廠商有1550nm低損耗窗口與低色散的可調諧VCSEL樣品展示。1310nm的產品預計在今后1--2年內上市??烧{諧的典型器件是將一只普通980nmVCSEL與微光機電系統(tǒng)的反射腔集成組合,由曲形頂鏡、增益層、反射底鏡等構成可產生中心波長為1550nm的可調諧結構,用一個靜電控制電壓將位于支撐薄膜上的頂端反射鏡定位,改變控制電壓就可調整諧振腔體間隙尺寸,從而達到調整輸出波長的目的。在1528--1560nm范圍連續(xù)可調諧43nm,經過2.5Gb/s傳輸500km實驗無誤碼,邊模抑制優(yōu)于50dB。激光破膜儀主要應用于IVF領域。美國一體整合激光破膜LYKOS
DFB-LD多采用Ⅲ和Ⅴ族元素組成的三元化合物、四元化合物,在1550nm波段內,**成熟的材料是InGaAsP/InP。新型AIGaInAs/InP材料的研發(fā)日趨成熟,國際上*少數(shù)幾家廠商可提供商用產品。優(yōu)化器件結構,有源區(qū)為應變超晶格QW。有源區(qū)周邊一般為雙溝掩埋或脊型波導結構。有源區(qū)附近的光波導區(qū)為DFB光柵,采用一些特殊的設計,如:波紋坡度可調分布耦合、復耦合、吸收耦合、增益耦合、復合非連續(xù)相移等結構,提高器件性能。生產技術中,金屬有機化學汽相淀積MOCVD和光柵的刻蝕是其關鍵工藝。MOCVD可精確控制外延生長層的組分、摻雜濃度、薄到幾個原子層的厚度,生長效率高,適合大批量制作,反應離子束刻蝕能保證光柵幾何圖形的均勻性,電子束產生相位掩膜刻蝕可一步完成陣列光柵的制作。1550nmDFB-LD開始大量用于622Mb/s、2.5Gb/s光傳輸系統(tǒng)設備,對波長的選擇使DFB-LD在大容量、長距離光纖通信中成為主要光源。同一芯片上集成多波長DFB-LD與外腔電吸收調制器的單芯片光源也在發(fā)展中。研制成功的電吸收調制器集成光源,采用有源層與調制器吸收層共用多QW結構。調制器的作用如同一個高速開關,把LD輸出變換成二進制的0和1。美國一體整合激光破膜輔助孵化激光破膜儀軟件擁有圖像獲取、圖像自動標記、實時和延時視頻拍攝、綜合報告。
***代試管嬰兒(invitrofertilization,IVF體外受精)解決的是因女性因素引致的不孕第二代試管嬰兒(intracytoplasmicsperminjection,ICSI單精子卵細胞漿內注射)解決因男性因素引致的不育問題第三代試管嬰兒(pre-implantationgeneticscreening/diagnosis,PGS胚胎植入前篩查)幫助人類選擇生育**健康的后代試管嬰兒技術給不孕不育夫婦們帶來了希望,越來越多無法自然受孕的夫婦選擇試管嬰兒,并成功擁有了自己的寶寶。科學研究發(fā)現(xiàn),要想成功妊娠,健康胚胎很關鍵。而通過試管嬰兒方法獲得的胚胎有40-60%存在染色體異常,且隨著孕婦年齡越大,胚胎染色體異常的風險越高。染色體異常是導致妊娠失敗和自然流產的主要原因。因此,健康的胚胎是試管嬰兒成功的第一步,所以植入前遺傳學篩查(PDS)技術開始越來越受到重視。
激光的產生圖1在講激光產生機理之前,先講一下受激輻射。在光輻射中存在三種輻射過程,一是處于高能態(tài)的粒子自發(fā)向低能態(tài)躍遷,稱之為自發(fā)輻射;二是處于高能態(tài)的粒子在外來光的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷,稱之為受激輻射;三是處于低能態(tài)的粒子吸收外來光的能量向高能態(tài)躍遷稱之為受激吸收。圖2 激光二極管示意圖自發(fā)輻射,即使是兩個同時從某一高能態(tài)向低能態(tài)躍遷的粒子,它們發(fā)出光的相位、偏振狀態(tài)、發(fā)射方向也可能不同,但受激輻射就不同,當位于高能態(tài)的粒子在外來光子的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷,發(fā)出在頻率、相位、偏振狀態(tài)等方面與外來光子完全相同的光。在激光器中,發(fā)生的輻射就是受激輻射,它發(fā)出的激光在頻率、相位、偏振狀態(tài)等方面完全一樣。任何的受激發(fā)光系統(tǒng),即有受激輻射,也有受激吸收,只有受激輻射占優(yōu)勢,才能把外來光放大而發(fā)出激光。而一般光源中都是受激吸收占優(yōu)勢,只有粒子的平衡態(tài)被打破,使高能態(tài)的粒子數(shù)大于低能態(tài)的粒子數(shù)(這樣情況稱為粒子數(shù)反轉),才能發(fā)出激光。激光打孔時可以自動保存圖像。
DBR-LDDBR-LD(分布布拉格反射器激光二極管)相當有代表性的是超結構光柵SSG結構。器件**是有源層,兩邊是折射光柵形成的SSG區(qū),受周期性間隔調制,其反射光譜變成梳狀峰,梳狀光譜重合的波長以大的不連續(xù)變化,可實現(xiàn)寬范圍的波長調諧。采用DBR-LD構成波長轉換器,與調制器單片集成,其芯片左側為雙穩(wěn)態(tài)激光器部分,有兩個***區(qū)和一個用作飽和吸收的隔離區(qū);右側是波長控制區(qū),由移相區(qū)和DBR構成。1550nm多冗余功能可調諧DBR-LD可獲得16個頻率間隔為100GHz或32頻率間隔為50GHz的波長,隨著大約以10nm間隔跳模,可獲得約100nm的波長調諧。除保留已有的處理和封裝工藝外,還增加了納秒級的波長開關,擴大調諧范圍。激光模塊整合在專門設計的40X物鏡上,物鏡運行透過可見。北京DTS激光破膜細胞切割
在試管嬰兒技術中,對于一些透明帶變硬或厚度異常的胚胎,通過激光破膜儀進行輔助孵化。美國一體整合激光破膜LYKOS
GCSR-LDGCSR-LD(光柵耦合采樣反射激光二極管)是一種波長可大范圍調諧的LD,其結構從左往右分別為增益、耦合器、相位、反射器區(qū)域,改變其增益、耦合、相位和反射器各個部分的注入電流,就可改變其發(fā)射波長。此LD波長可調范圍約80nm,可提供322個國際電信聯(lián)盟ITU-T建議的波長表內的波長,已進行壽命試驗。MOEMS-LDMOEMS-LD(微光機電系統(tǒng)激光二極管)用靜電方式控制可移動表面設定或調整光學系統(tǒng)中物理尺寸,進行光波的水平方向調諧。采用自由空間微光學平臺技術,控制腔鏡位置實現(xiàn)F-P腔腔長的變化,帶來60nm的可調諧范圍。這種結構既可作可調諧光器件,也可用于半導體激光器集成,構成可調諧激光器。美國一體整合激光破膜LYKOS