研究目的
采用具有开口圆窗（OCW）的增强镜面反射（ESR）结构来回收后向散射光，从而提高垂直腔面发射激光器（VCSEL）器件的辐射效率。
研究成果
所提出的ESR结构能显著提升含散射元件的VCSEL器件的辐射效率，在照明和三维成像相关应用中展现出巨大潜力。
研究不足
采用ESR结构的VCSEL器件的光学性能对引线框架和散射元件的光学特性较为敏感。仍需综合考虑这两个元件来优化所提出的结构，以改善VCSEL器件的光分布和效率。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用光线追踪法优化OCW直径和ESR结构厚度。
2：样本选择与数据来源：
制备并对比了含ESR结构与不含ESR结构的VCSEL器件。
3：实验设备与材料清单：
散射层由TiO2纳米颗粒与PDMS混合制成，ESR购自3M公司，VCSEL芯片采购自HLJ科技公司。
4：实验流程与操作步骤：
通过积分球系统测试光强分布、辐射功率及光谱等光学参数。
5：数据分析方法：
采用商业软件TracePro的蒙特卡洛光线追踪法优化VCSEL器件。
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TiO2 nanoparticles
10 nm
Nanjing XFNANO
Used in the scattering layer to enhance the scattering ability of the VCSEL devices.
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PDMS
Dow Corning
Used in the scattering layer mixture with TiO2 nanoparticles.
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ESR
3M
Enhanced specular reflection structure with 98% reflection for both its surfaces to recycle backward scattered light.
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VCSEL chip
HLJ Technology
The core component of the VCSEL device with dimensions of 0.57 × 0.57 × 0.15 mm and an FWHM of 20°.
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Integrated sphere system
Instrument System
Used to test the optical parameters, including intensity distributions, radiant power, and spectra of the VCSEL devices.
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TracePro
Commercial software used for Monte Carlo ray tracing to optimize the VCSEL device.
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