Ein neuer Parameter – der Temperatureinflussfaktor – wurde vorgeschlagen, der den Abstand zwischen den Einheiten des vertikal kavitierenden Oberflächenemitters (VCSEL)-Arrays, die Größe der Oxidapertur, die Anzahl der Einheiten und den Eingangsstrom umfassend berücksichtigt und zur Charakterisierung des Ausmaßes der thermischen Kopplung im Array verwendet werden kann. Darauf basierend wurde ein Optimierungsalgorithmus für das VCSEL-Array basierend auf Python entwickelt und ein thermoelektrisches Kopplungsmodell erstellt, das die Optimierungswirkung auf die Temperatureigenschaften verifiziert. Im Vergleich zur herkömmlichen Anordnung ist der interne Temperaturanstieg im optimierten Array deutlich verringert. Darüber hinaus kann unter festen Stromdichte- und Emissionsflächenbedingungen eine gleichzeitige Verringerung der Oxidaperturgröße und Erhöhung der Einheitenanzahl die Temperatureigenschaften des VCSEL-Arrays effektiv verbessern. Die durchschnittliche Temperatur der 10 μm Oxidapertur liegt um 28 K unter der der 30 μm Oxidapertur. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das in diesem Artikel vorgeschlagene Optimierungsprogramm für VCSEL-Arrays die thermische Kopplung wirksam reduziert und die Analyse der Variablen im Temperatureinflussfaktor eine Anleitung für das Design von VCSEL-Arrays bieten kann.

vertikaler Oberflächenemitterlaser;thermische Kopplung;Array-Design;COMSOL thermoelektrische Simulation