ভিসিএসইএল, যাকে সম্পূর্ণরূপে উল্লম্ব গহ্বরের সারফেস এমিটিং লেজার বলা হয়, এটি এক ধরনের সেমিকন্ডাক্টর লেজার।বর্তমানে, বেশিরভাগ VCSEL গুলি GaAs সেমিকন্ডাক্টরের উপর ভিত্তি করে, এবং নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রধানত ইনফ্রারেড তরঙ্গ ব্যান্ডে।
1977 সালে, টোকিও ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির অধ্যাপক ইকা কেনিচি প্রথম উল্লম্ব-গহ্বরের পৃষ্ঠ-নির্গত লেজারের ধারণাটি প্রস্তাব করেছিলেন।প্রাথমিক দিনগুলিতে, তিনি প্রধানত গহ্বরের দৈর্ঘ্য সংক্ষিপ্ত করে স্থিতিশীল আউটপুট সহ একটি একক অনুদৈর্ঘ্য মোড সেমিকন্ডাক্টর লেজার পেতে চেয়েছিলেন।যাইহোক, এই ডিজাইনের সংক্ষিপ্ত একমুখী লাভের দৈর্ঘ্যের কারণে, লেজার লেজিং প্রাপ্ত করা চ্যালেঞ্জিং ছিল, তাই VCSEL-এর প্রাথমিক গবেষণা দীর্ঘায়িত হয়েছিল।দুই বছর পর, প্রফেসর Yihe Jianyi তরল ফেজ এপিটাক্সি প্রযুক্তি ব্যবহার করে GaInAsP সিরিজের লেজারগুলির স্পন্দিত লেজিং সফলভাবে উপলব্ধি করেন (দ্রবণ থেকে কঠিন পদার্থগুলিকে তরল-ফেজ এপিটাক্সির পদ্ধতি এবং একক-স্ফটিক স্তর তৈরি করতে সাবস্ট্রেটে জমা করার পদ্ধতি। )1988 সালে, GaAs সিরিজের VCSEL গুলি ঘরের তাপমাত্রায় ক্রমাগত ক্রিয়াকলাপ অর্জনের জন্য জৈব রাসায়নিক বাষ্প জমা (OCVD) প্রযুক্তি দ্বারা উত্থিত হয়েছিল।এপিটাক্সিয়াল প্রযুক্তির ধ্রুবক বিকাশের সাথে, উচ্চ প্রতিফলন সহ অর্ধপরিবাহী ডিবিআর কাঠামো তৈরি করা যেতে পারে, যা VCSEL-এর গবেষণা প্রক্রিয়াকে উল্লেখযোগ্যভাবে গতি দেয়।20 শতকের শেষে, গবেষণা প্রতিষ্ঠানগুলি বিভিন্ন কাঠামোর চেষ্টা করার পরে, অক্সিডেশন-সীমিত ভিসিএসইএল-এর মূলধারার অবস্থা বেশ সেট করা হয়েছিল।তারপরে এটি পরিপক্কতার পর্যায়ে চলে যায়, যেখানে কর্মক্ষমতা ক্রমাগত অপ্টিমাইজ করা হয় এবং উন্নত হয়।
অক্সিডেশন সীমিত শীর্ষ নির্গত লেজারের বিভাগীয় চিত্র
সক্রিয় অঞ্চলটি ডিভাইসের অপরিহার্য অংশ।যেহেতু VCSEL গহ্বরটি খুব ছোট, গহ্বরের সক্রিয় মাধ্যমটিকে লেজিং মোডের জন্য আরও লাভ ক্ষতিপূরণ প্রদান করতে হবে।
প্রথমত, একটি লেজার তৈরি করতে তিনটি শর্ত একই সাথে পূরণ করতে হবে:
1) সক্রিয় অঞ্চলে ক্যারিয়ারের বিপরীত বন্টন প্রতিষ্ঠিত হয়;
2) একটি উপযুক্ত অনুরণিত গহ্বর উদ্দীপিত বিকিরণকে লেজার দোলন তৈরি করতে অনেকবার খাওয়ানোর অনুমতি দেয়;এবং
3) বর্তমান ইনজেকশনটি যথেষ্ট শক্তিশালী যা অপটিক্যাল লাভকে বিভিন্ন ক্ষতির সমষ্টির চেয়ে বেশি বা সমান করে এবং নির্দিষ্ট বর্তমান থ্রেশহোল্ড শর্ত পূরণ করে।
তিনটি প্রাথমিক শর্ত VCSEL ডিভাইস কাঠামোর নকশা ধারণার সাথে মিলে যায়।ভিসিএসইএল-এর সক্রিয় অঞ্চল অভ্যন্তরীণ ক্যারিয়ার ইনভার্সন ডিস্ট্রিবিউশন উপলব্ধি করার জন্য ভিত্তি স্থাপন করতে একটি স্ট্রেনড কোয়ান্টাম ওয়েল কাঠামো ব্যবহার করে।একই সময়ে, উপযুক্ত প্রতিফলন সহ একটি অনুরণিত গহ্বর তৈরি করা হয়েছে যাতে নির্গত ফোটনগুলি সুসঙ্গত দোলন তৈরি করে।অবশেষে, পর্যাপ্ত ইনজেকশন কারেন্ট সরবরাহ করা হয় যাতে ফোটনগুলিকে ডিভাইসের বিভিন্ন ক্ষতি কাটিয়ে ওঠার জন্য একটি দীর্ঘস্থায়ী তৈরি করতে সক্ষম হয়।
এইভাবে শেনজেন HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd., একটি অপটিক্যাল কমিউনিকেশন কোম্পানি, VCSEL ব্যাখ্যা করেছে৷