6.3.3. Конструкции лазеров

Здесь требования сходны с обсуждавшимися для светодиодов, включая герметичную упаковку всех проводов, обеспечение точного выравнивания волокна и чипа лазера, обеспечение необходимого охлаждения или монтирование чипа с термоэлектрическим охладителем. Для активного контроля с обратной связью тока смещения внутри корпуса может быть смонтирован фотодиод (детектор света), контролирующий излучаемую с задней кромки лазера мощность. Для максимизации эффективности сопряжения производителем могут быть установлены волоконные косички. Одна из конфигураций компоновки показана на рис. 6.7. Здесь на желобчатый блок установлена точно выровненная с лазерным диодом косичка. Пользователь может установить на косичку наконечник или непосредственно соединить ее с входящим волокном.

Рис. 6.7. Сборка лазерного диода с внутренней косичкой

6.3.4. Достижения в лазерной технологии

Более обычные "старые" виды лазеров называют излучающими из кромки диодами; они излучают когерентные инфракрасные лучи параллельно кромкам слоев полупроводника. Это было показано выше в разделе 6.3.1.

Новейшей технологией являются диоды, излучающие из поверхности вертикальной полости (vertical cavity surface emitting diodes - VCSEL; произносится "виксел"). Это специализированный лазерный диод, обещающий революционизировать волоконно-оптические системы связи, увеличив неэффективность и скорость передачи данных.

Исследования VCSEL начались в 1993 г., но первые коммерческие разработки появились лишь в 2000 г. Первые устройства работали в диапазоне 850 нм. В 2002 г. был реализован первый VCSEL со скоростью 10 Гбит/с, он работал в диапазонах 850 и 1300 нм.

VCSEL излучает когерентные лучи перпендикулярно границам между слоями полупроводников. До недавнего времени VCSEL работал лишь в диапазоне 850 нм, но последние разработки работают в диапазоне 1300 нм.

У VCSEL по сравнению с излучающими из кромки диодами есть ряд преимуществ. VCSEL дешевле производить в больших количествах, проще тестировать, они более эффективны и требуют меньшего тока для образования данной оптической мощности. VCSEL излучает узкий, более круглый пучок, чем излучающие из кромки диоды. Это облегчает сопряжение с оптическим волокном.

Следующей задачей является производство недорогого и надежного VCSEL, действующего в диапазоне 1550 нм, в котором наименьшее затухание в волокнах.