VCSEL, kiu plene nomiĝas Vertikala Kava Surfaco Eliganta Lasero, estas speco de duonkondukta lasero. Nuntempe, la plej multaj VCSELoj estas bazitaj sur GaAs-semikonduktaĵoj, kaj la emisiondolongo estas plejparte en la infraruĝa ondogrupo.
En 1977, profesoro Ika Kenichi de Tokia Universitato de Teknologio unue proponis la koncepton de vertikal-kava surfac-elsenda lasero. En la fruaj tagoj, li plejparte volis akiri ununuran longitudan reĝiman semikonduktaĵlaseron kun stabila produktado mallongigante la kavlongon. Tamen, pro la mallonga unudirekta gajnolongo de tiu dezajno, estis defie akiri laseron-lasadon, tiel ke la frua esplorado de VCSEL estis plilongigita. Du jarojn poste, profesoro Yihe Jianyi sukcese realigis pulsan laseron de GaInAsP-serialaj laseroj je 77 K per likvafaza epitaksioteknologio (la metodo de likvafaza epitaksio por precipiti solidajn substancojn el solvaĵo kaj deponi ilin sur la substrato por generi unu-kristalajn maldikajn tavolojn). ). En 1988, GaAs-serialoj VCSELoj estis kultivitaj per organika kemia vapordemetado (OCVD) teknologio por atingi kontinuan operacion ĉe ĉambra temperaturo. Kun la konstanta evoluo de epitaksia teknologio, duonkonduktaĵoj DBR-strukturoj kun alta reflektiveco povas esti fabrikitaj, kio signife akcelas la esplorprocezon de VCSEL. Ĉe la fino de la 20-a jarcento, post kiam esplorinstitucioj provis malsamajn strukturojn, la ĉefa statuso de oksigen-limigita VCSEL estis sufiĉe metita. Ĝi tiam moviĝis en la stadion de matureco, kie efikeco estis konstante optimumigita kaj plibonigita.
Sekcia diagramo de oksigenado limigita pinto-eliganta lasero
La aktiva regiono estas la esenca parto de la aparato. Ĉar la VCSEL-kavaĵo estas mallongega, la aktiva medio en la kavaĵo devas disponigi pli da gajnokompenso por la lasing-reĝimo.
Antaŭ ĉio, tri kondiĉoj devas esti plenumitaj samtempe por generi laseron:
1) la portanta inversa distribuo en la aktiva regiono estas establita;
2) taŭga resonanca kavo permesas al la stimulita radiado esti plurfoje reproduktita por formi laseran osciladon; kaj
3) la nuna injekto estas sufiĉe forta por fari la optikan gajnon pli granda ol aŭ egala al la sumo de diversaj perdoj kaj renkonti certajn nunajn sojlokondiĉojn.
La tri primaraj kondiĉoj egalrilatas al la dezajnokoncepto de la VCSEL-aparatstrukturo. La aktiva regiono de VCSEL uzas streĉitan kvantuman putstrukturon por establi la bazon por realigado de la interna aviad-kompania inversa distribuo. En la sama tempo, resonanca kavaĵo kun konvena reflektiveco estas dizajnita por igi la elsenditajn fotonojn formi koherajn osciladojn. Fine, sufiĉa injekta kurento estas provizita por ebligi al fotonoj venki diversajn perdojn de la aparato mem por krei daŭrantan.
Jen kiel Shenzhen HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd., optika komunikado-kompanio, klarigis VCSEL.