VCSEL, který se v plném znění nazývá Vertical Cavity Surface Emitting Laser, je druh polovodičového laseru.V současné době je většina VCSEL založena na polovodičích GaAs a vlnová délka emise je převážně v pásmu infračervených vln.
V roce 1977 profesor Ika Kenichi z Tokijské technologické univerzity poprvé navrhl koncept povrchově emitujícího laseru s vertikální dutinou.V počátcích chtěl především získat polovodičový laser s jedním podélným videm se stabilním výkonem zkrácením délky dutiny.Avšak kvůli krátké délce jednosměrného zisku tohoto návrhu bylo náročné získat laserový laser, takže raný výzkum VCSEL byl prodloužen.O dva roky později profesor Yihe Jianyi úspěšně realizoval pulzní lasery laserů řady GaInAsP při 77 K pomocí technologie epitaxe v kapalné fázi (metoda epitaxe v kapalné fázi pro vysrážení pevných látek z roztoku a jejich ukládání na substrát za účelem vytvoření tenkých monokrystalických vrstev ).V roce 1988 byly VCSEL řady GaAs pěstovány technologií organické chemické depozice z plynné fáze (OCVD), aby bylo dosaženo nepřetržitého provozu při pokojové teplotě.S neustálým vývojem epitaxní technologie lze vyrábět polovodičové DBR struktury s vysokou odrazivostí, což výrazně urychluje výzkumný proces VCSEL.Na konci 20. století, poté, co výzkumné instituce vyzkoušely různé struktury, byl status hlavního proudu VCSEL s omezením oxidace do značné míry nastaven.Poté se posunulo do fáze zralosti, kdy byl výkon neustále optimalizován a vylepšován.
Schéma řezu oxidačně omezeným horním emitujícím laserem
Aktivní oblast je nezbytnou součástí zařízení.Protože dutina VCSEL je velmi krátká, aktivní médium v dutině musí poskytovat větší kompenzaci zisku pro režim laseru.
Pro vytvoření laseru musí být splněny tři podmínky současně:
1) je stanovena distribuce inverze nosiče v aktivní oblasti;
2) vhodná rezonanční dutina umožňuje, aby se stimulované záření mnohokrát vrátilo zpět k vytvoření laserové oscilace;a
3) proudová injekce je dostatečně silná, aby optické zesílení bylo větší nebo rovné součtu různých ztrát a splnilo určité prahové podmínky proudu.
Tři primární podmínky odpovídají konceptu návrhu struktury zařízení VCSEL.Aktivní oblast VCSEL používá napjatou strukturu kvantové studny k vytvoření základu pro realizaci vnitřní distribuce inverze nosiče.Současně je navržena rezonanční dutina s vhodnou odrazivostí, aby emitované fotony vytvořily koherentní oscilace.Konečně je poskytován dostatečný injekční proud, aby umožnil fotonům překonat různé ztráty samotného zařízení a vytvořit trvalé
Takto vysvětlila společnost Shenzhen HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd., optická komunikační společnost, VCSEL.