To'liq Vertical Cavity Surface Eitting Laser deb ataladigan VCSEL yarimo'tkazgichli lazerning bir turidir.Hozirgi vaqtda VCSELlarning ko'pchiligi GaAs yarimo'tkazgichlariga asoslangan va emissiya to'lqin uzunligi asosan infraqizil to'lqin diapazonida.
1977 yilda Tokio texnologiya universiteti professori Ika Kenichi birinchi marta vertikal bo'shliqli sirt chiqaradigan lazer kontseptsiyasini taklif qildi.Dastlabki kunlarda u asosan bo'shliq uzunligini qisqartirish orqali barqaror chiqishga ega bo'lgan yagona uzunlamasına rejimli yarimo'tkazgichli lazerni olishni xohladi.Biroq, ushbu dizaynning qisqa bir tomonlama daromad uzunligi tufayli lazer lazerini olish qiyin edi, shuning uchun VCSELning dastlabki tadqiqotlari uzaytirildi.Ikki yil o'tgach, professor Yihe Jianyi suyuq fazali epitaksiya texnologiyasidan foydalangan holda GaInAsP seriyali lazerlarni 77 K da impulsli lazerlashni muvaffaqiyatli amalga oshirdi (eritmadan qattiq moddalarni cho'ktirish va bir kristalli yupqa qatlamlarni hosil qilish uchun ularni substratga joylashtirish uchun suyuq fazali epitaksiya usuli). ).1988 yilda GaAs seriyali VCSELlar xona haroratida uzluksiz ishlashga erishish uchun organik kimyoviy bug'larni cho'ktirish (OCVD) texnologiyasi bilan o'stirildi.Epitaksial texnologiyaning doimiy rivojlanishi bilan yuqori aks ettiruvchi yarimo'tkazgichli DBR tuzilmalari ishlab chiqarilishi mumkin, bu VCSEL tadqiqot jarayonini sezilarli darajada tezlashtiradi.20-asrning oxirida, tadqiqot institutlari turli tuzilmalarni sinab ko'rganlaridan so'ng, oksidlanish bilan cheklangan VCSEL ning asosiy holati deyarli o'rnatildi.Keyin u etuklik bosqichiga o'tdi, u erda ishlash doimiy ravishda optimallashtirildi va yaxshilandi.
Oksidlanish chegaralangan yuqori nurli lazerning seksiya diagrammasi
Faol hudud qurilmaning muhim qismidir.VCSEL bo'shlig'i juda qisqa bo'lgani uchun, bo'shliqdagi faol vosita lasing rejimi uchun ko'proq daromad kompensatsiyasini ta'minlashi kerak.
Lazerni yaratish uchun birinchi navbatda uchta shart bir vaqtning o'zida bajarilishi kerak:
1) faol mintaqada tashuvchining inversiya taqsimoti o'rnatiladi;
2) mos keladigan rezonans bo'shlig'i stimulyatsiya qilingan nurlanishni lazer tebranishini hosil qilish uchun ko'p marta qaytarilishiga imkon beradi;va
3) joriy in'ektsiya optik daromadni turli yo'qotishlar yig'indisidan kattaroq yoki teng qilish va ma'lum joriy chegara shartlariga javob beradigan darajada kuchli.
Uchta asosiy shart VCSEL qurilma strukturasining dizayn konsepsiyasiga mos keladi.VCSEL ning faol hududi ichki tashuvchi inversiya taqsimotini amalga oshirish uchun asos yaratish uchun kuchlanishli kvant quduq strukturasidan foydalanadi.Shu bilan birga, tegishli aks ettiruvchi rezonansli bo'shliq chiqariladigan fotonlarni kogerent tebranishlar hosil qilish uchun mo'ljallangan.Nihoyat, fotonlar qurilmaning turli yo'qotishlarini engib o'tishga imkon berish uchun etarli in'ektsiya oqimi ta'minlanadi.
Shenzhen HDV Optoelektronic Technology Co., Ltd. optik aloqa kompaniyasi VCSELni shunday tushuntirdi.