VCSEL, ки ба таври пурра лазери амудии сатҳи амудӣ номида мешавад, як навъ лазери нимноқилӣ мебошад.Дар айни замон, аксари VCSELҳо ба нимноқилҳои GaAs асос ёфтаанд ва дарозии мавҷ асосан дар банди мавҷи инфрасурх аст.
Дар соли 1977, профессор Ика Кеничи аз Донишгоҳи технологии Токио бори аввал консепсияи лазери вертикалии сатҳи амудиро пешниҳод кард.Дар рузхои аввал, вай асосан мехост, ки бо рохи кутох кардани дарозии кави як лазери нимнокилии режими дарозии ягона бо баромади устувор ба даст орад.Бо вуҷуди ин, аз сабаби дарозии яктарафаи кӯтоҳи ин тарҳ, гирифтани лазерии лазерӣ душвор буд, аз ин рӯ таҳқиқоти барвақти VCSEL дароз карда шуд.Пас аз ду сол, профессор Йихэ Цзяни бомуваффақият лазерии импулси лазерҳои силсилаи GaInAsP-ро дар 77 К бо истифода аз технологияи эпитаксияи моеъ (усули эпитаксияи моеъ барои таҳшин кардани моддаҳои сахт аз маҳлул ва гузоштани онҳо дар субстрат барои тавлиди қабатҳои тунуки яккристаллӣ) амалӣ кард. ).Дар соли 1988 силсилаи VCSEL-ҳои GaAs бо технологияи таҳшини буғи органикии кимиёвӣ (OCVD) барои ноил шудан ба кори доимӣ дар ҳарорати хонагӣ парвариш карда шуданд.Дар сурати инкишофи доимии технологияи эпитаксиалӣ конструкцияҳои нимноқилии DBR-ро бо инъикоси баланд истеҳсол кардан мумкин аст, ки ин раванди тадқиқоти VCSEL-ро хеле метезонад.Дар охири асри 20, пас аз он ки муассисаҳои тадқиқотӣ сохторҳои гуногунро санҷиданд, ҳолати асосии VCSEL бо оксидшавӣ маҳдуд хеле муқаррар карда шуд.Пас аз он ба марҳилаи камолот гузашт, ки дар он кор пайваста оптимизатсия ва такмил дода мешуд.
Диаграммаи қисмати оксидшавии маҳдуди лазерии болоӣ
Минтақаи фаъол қисми муҳими дастгоҳ мебошад.Азбаски холигии VCSEL хеле кӯтоҳ аст, муҳити фаъол дар пуфак бояд ҷуброни фоидаи бештарро барои ҳолати lasing таъмин кунад.
Пеш аз ҳама, барои тавлиди лазер се шарт бояд дар як вақт иҷро карда шавад:
1) тақсимоти инверсияи интиқолдиҳанда дар минтақаи фаъол муқаррар карда мешавад;
2) холигии резонанси мувофик имкон медихад, ки радиатсияи барангезанда борхо аз нав баргардонида, ларзиши лазериро ба вучуд оварад;ва
3) сӯзандоруи ҷорӣ ба қадри кофӣ қавӣ аст, ки фоидаи оптикиро аз маблағи талафоти гуногун зиёд ё баробар кунад ва ба шартҳои ҳадди ақали ҷорӣ мувофиқат кунад.
Се шарти асосӣ ба консепсияи тарҳрезии сохтори дастгоҳи VCSEL мувофиқат мекунанд.Минтақаи фаъоли VCSEL сохтори пурқуввати чоҳи квантиро истифода мебарад, то замина барои амалӣ кардани тақсимоти инверсияи дохилии интиқолдиҳандаро таъсис диҳад.Дар айни замон, як холигии резонанси дорои инъикоси мувофиқ тарҳрезӣ шудааст, ки фотонҳои баровардашуда ларзишҳои когерентиро ба вуҷуд оранд.Ниҳоят, ҷараёни кофии тазриқӣ таъмин карда мешавад, то ба фотонҳо имкон диҳанд, ки талафоти мухталифи худи дастгоҳро бартараф кунанд, то як қувваи бардавом эҷод кунанд.
Ҳамин тавр Shenzhen HDV Optoelektronic Technology Co., Ltd., як ширкати алоқаи оптикӣ, VCSEL-ро шарҳ дод.