VCSEL-ը, որն ամբողջությամբ կոչվում է ուղղահայաց խոռոչի մակերեսային լազեր, կիսահաղորդչային լազերի տեսակ է:Ներկայումս VCSEL-ների մեծ մասը հիմնված է GaAs կիսահաղորդիչների վրա, և արտանետման ալիքի երկարությունը հիմնականում գտնվում է ինֆրակարմիր ալիքի գոտում:
1977 թվականին Տոկիոյի տեխնոլոգիական համալսարանի պրոֆեսոր Իկա Կենիչին առաջին անգամ առաջարկեց ուղղահայաց խոռոչի մակերեսային արձակող լազերի հայեցակարգը:Վաղ օրերին նա հիմնականում ցանկանում էր ստանալ մեկ երկայնական ռեժիմով կիսահաղորդչային լազեր՝ կայուն ելքով՝ կրճատելով խոռոչի երկարությունը։Այնուամենայնիվ, այս դիզայնի կարճ միակողմանի երկարության պատճառով լազերային լազինգ ստանալը դժվար էր, ուստի VCSEL-ի վաղ հետազոտությունը երկարաձգվեց:Երկու տարի անց, պրոֆեսոր Յիհե Ջիանին հաջողությամբ իրականացրեց GaInAsP շարքի լազերների իմպուլսային լազինգը 77 Կ-ում՝ օգտագործելով հեղուկ փուլային էպիտաքսիայի տեխնոլոգիա (հեղուկ փուլային էպիտաքսիայի մեթոդ՝ լուծույթից պինդ նյութերը նստեցնելու և դրանք հիմքի վրա նստեցնելու համար՝ միաբյուրեղյա բարակ շերտեր առաջացնելու համար։ ).1988 թվականին GaAs շարքի VCSEL-ները աճեցվեցին օրգանական քիմիական գոլորշիների նստեցման (OCVD) տեխնոլոգիայով՝ սենյակային ջերմաստիճանում շարունակական աշխատանքի հասնելու համար:Էպիտաքսիալ տեխնոլոգիայի մշտական զարգացման շնորհիվ կարող են արտադրվել բարձր անդրադարձողությամբ կիսահաղորդչային DBR կառուցվածքներ, ինչը զգալիորեն արագացնում է VCSEL-ի հետազոտման գործընթացը:20-րդ դարի վերջում, այն բանից հետո, երբ գիտահետազոտական հաստատությունները փորձեցին տարբեր կառույցներ, օքսիդացումով սահմանափակ VCSEL-ի հիմնական կարգավիճակը բավականին որոշվեց:Այնուհետև այն անցավ հասունության փուլ, որտեղ կատարողականությունը մշտապես օպտիմիզացվում և բարելավվում էր:
Օքսիդացման սեկցիոն դիագրամ սահմանափակ վերևից արտանետվող լազեր
Ակտիվ շրջանը սարքի էական մասն է:Քանի որ VCSEL խոռոչը շատ կարճ է, խոռոչի ակտիվ միջավայրը պետք է ապահովի ավելի շատ շահույթի փոխհատուցում լազինգի ռեժիմի համար:
Առաջին հերթին, լազեր ստեղծելու համար պետք է միաժամանակ բավարարվեն երեք պայմաններ.
1) սահմանվում է կրիչի ինվերսիոն բաշխումը ակտիվ շրջանում.
2) հարմար ռեզոնանսային խոռոչը թույլ է տալիս գրգռված ճառագայթումը բազմիցս ետ վերադարձնել լազերային տատանում ձևավորելու համար.և
3) ընթացիկ ներարկումը բավականաչափ ուժեղ է, որպեսզի օպտիկական օգուտը մեծ կամ հավասար լինի տարբեր կորուստների գումարին և բավարարի որոշակի ընթացիկ շեմային պայմանները:
Երեք հիմնական պայմանները համապատասխանում են VCSEL սարքի կառուցվածքի նախագծման հայեցակարգին:VCSEL-ի ակտիվ շրջանը օգտագործում է լարված քվանտային հորերի կառուցվածք՝ հիմք ստեղծելու ներքին կրիչի ինվերսիայի բաշխումը իրականացնելու համար:Միևնույն ժամանակ, համապատասխան ռեֆլեկտիվությամբ ռեզոնանսային խոռոչը նախագծված է, որպեսզի արտանետվող ֆոտոնները համահունչ տատանումներ ձևավորեն:Ի վերջո, տրամադրվում է բավարար ներարկման հոսանք, որպեսզի ֆոտոնները կարողանան հաղթահարել սարքի տարբեր կորուստները՝ ստեղծելով կայուն
Ահա թե ինչպես է բացատրել VCSEL-ը, օպտիկական հաղորդակցության ընկերություն Shenzhen HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd.