Mae VCSEL, a elwir yn Laser Allyrru Arwyneb Ceudod Fertigol yn llawn, yn fath o laser lled-ddargludyddion. Ar hyn o bryd, mae'r rhan fwyaf o VCSELs yn seiliedig ar lled-ddargludyddion GaAs, ac mae'r donfedd allyriadau yn bennaf yn y band tonnau isgoch.
Ym 1977, cynigiodd yr Athro Ika Kenichi o Brifysgol Technoleg Tokyo y cysyniad o laser fertigol sy'n allyrru arwyneb ceudod. Yn y dyddiau cynnar, roedd yn bennaf eisiau cael un laser lled-ddargludyddion modd hydredol gydag allbwn sefydlog trwy fyrhau hyd y ceudod. Fodd bynnag, oherwydd hyd enillion unffordd byr y dyluniad hwn, roedd yn heriol cael laser laser, felly bu ymchwil cynnar VCSEL yn hirfaith. Ddwy flynedd yn ddiweddarach, sylweddolodd yr Athro Yihe Jianyi lasiad pwls o laserau cyfres GaInAsP ar 77 K gan ddefnyddio technoleg epitacsi cyfnod hylif (y dull o epitacsi cyfnod hylif i waddodi sylweddau solet o doddiant a'u hadneuo ar y swbstrad i gynhyrchu haenau tenau un-grisial ). Ym 1988, tyfwyd VCSELs cyfres GaAs gan dechnoleg dyddodiad anwedd cemegol organig (OCVD) i gyflawni gweithrediad parhaus ar dymheredd ystafell. Gyda datblygiad cyson technoleg epitaxial, gellir cynhyrchu strwythurau DBR lled-ddargludyddion ag adlewyrchedd uchel, sy'n cyflymu proses ymchwil VCSEL yn sylweddol. Ar ddiwedd yr 20fed ganrif, ar ôl i sefydliadau ymchwil roi cynnig ar wahanol strwythurau, roedd statws prif ffrwd VCSEL cyfyngedig ag ocsidiad wedi'i osod i raddau helaeth. Yna symudodd i'r cyfnod aeddfedrwydd, lle roedd perfformiad yn cael ei optimeiddio a'i wella'n gyson.
Diagram adrannol o laser allyrru top cyfyngedig ocsideiddio
Y rhanbarth gweithredol yw rhan hanfodol y ddyfais. Oherwydd bod y ceudod VCSEL yn fyr iawn, mae angen i'r cyfrwng gweithredol yn y ceudod ddarparu mwy o iawndal ennill ar gyfer y modd laser.
Yn gyntaf oll, rhaid bodloni tri amod ar yr un pryd i gynhyrchu laser:
1) sefydlir dosbarthiad gwrthdroad y cludwr yn y rhanbarth gweithredol;
2) mae ceudod resonant addas yn caniatáu i'r ymbelydredd ysgogol gael ei fwydo'n ôl lawer gwaith i ffurfio osciliad laser; a
3) mae'r pigiad presennol yn ddigon cryf i wneud y cynnydd optegol yn fwy na neu'n hafal i swm y colledion amrywiol a chwrdd â rhai amodau trothwy cyfredol.
Mae'r tri chyflwr sylfaenol yn cyfateb i gysyniad dylunio strwythur dyfais VCSEL. Mae rhanbarth gweithredol VCSEL yn defnyddio strwythur ffynnon cwantwm dan straen i sefydlu'r sail ar gyfer gwireddu dosbarthiad gwrthdro cludwyr mewnol. Ar yr un pryd, mae ceudod soniarus ag adlewyrchedd priodol wedi'i gynllunio i wneud i'r ffotonau a allyrrir ffurfio osgiliadau cydlynol. Yn olaf, darperir cerrynt pigiad digonol i alluogi ffotonau i oresgyn colledion amrywiol o'r ddyfais ei hun i greu parhaol
Dyma sut yr eglurodd Shenzhen HDV Optoelectronic Technology Co, Ltd, cwmni cyfathrebu optegol, VCSEL.