VCSEL, chì hè chjamatu un Laser Emitting Superficie di Cavità Verticale in pienu, hè un tipu di laser semiconductor. Attualmente, a maiò parte di i VCSEL sò basati in semiconduttori GaAs, è a lunghezza d'onda di emissione hè principalmente in a banda d'onda infrarossa.
In u 1977, u prufessore Ika Kenichi di l'Università di Tecnulugia di Tokyo hà prupostu per a prima volta u cuncettu di un laser à emissione di superficia verticali. In i primi tempi, principarmenti vulia à ottene un unicu laser semiconductor di modu longitudinale cù pruduzzione stabile accurtendu a lunghezza di a cavità. Tuttavia, per via di a corta lunghezza di guadagnu unidirezionale di stu disignu, era sfida à ottene laser laser, cusì a ricerca iniziale di VCSEL hè stata prolongata. Dui anni dopu, u prufessore Yihe Jianyi hà realizatu cun successu lasing pulsata di laser di a serie GaInAsP à 77 K aduprendu a tecnulugia di epitassi in fase liquida (u metudu di epitassi in fase liquida per precipitare sustanzi solidi da a suluzione è depositarle nantu à u sustrato per generà strati sottili monocristalli). ). In u 1988, i VCSEL di a serie GaAs sò stati cultivati da a tecnulugia di depositu di vapore chimicu organicu (OCVD) per ottene u funziunamentu cuntinuu à a temperatura di l'ambienti. Cù u sviluppu constantu di a tecnulugia epitaxial, strutturi DBR semiconductor cù alta riflettività ponu esse fabbricati, chì acceleranu significativamente u prucessu di ricerca di VCSEL. À a fine di u 20u seculu, dopu chì l'istituzioni di ricerca anu pruvatu diverse strutture, u statutu mainstream di VCSEL limitatu à l'ossidazione era abbastanza stabilitu. Dopu si trasfirìu in u stadiu di maturità, induve u rendiment era constantemente ottimisatu è migliuratu.
Diagramma in sezione di l'ossidazione limitata di u laser à emissione superiore
A regione attiva hè a parte essenziale di u dispusitivu. Perchè a cavità VCSEL hè assai corta, u mediu attivu in a cavità deve furnisce più compensazione di guadagnà per u modu di lasing.
Prima di tuttu, trè cundizioni deve esse cumpletu simultaneamente per generà un laser:
1) a distribuzione di l'inversione di u trasportatore in a regione attiva hè stabilita;
2) una cavità risonante adattata permette à a radiazione stimulata di rinvià parechje volte per furmà una oscillazione laser; è
3) l'iniezione attuale hè abbastanza forte per fà u guadagnu otticu più grande o uguale à a somma di diverse perdite è scuntrà certi cundizioni di soglia attuale.
I trè cundizioni primariu currispondenu à u cuncettu di disignu di a struttura di u dispusitivu VCSEL. A regione attiva di VCSEL usa una struttura di pozzu quantum tesa per stabilisce a basa per a realizazione di a distribuzione interna di l'inversione di u trasportatore. À u listessu tempu, una cavità risonante cù una riflettività adatta hè pensata per fà chì i fotoni emessi formanu oscillazioni coerenti. Infine, una corrente d'iniezione sufficiente hè furnita per permette à i fotoni di superà diverse perdite di u dispusitivu stessu per creà una durabilità.
Hè cusì chì Shenzhen HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd., una cumpagnia di cumunicazione ottica, spiega VCSEL.