VCSEL-ը, որն ամբողջությամբ կոչվում է ուղղահայաց խոռոչի մակերեսային լազեր, կիսահաղորդչային լազերի տեսակ է: Ներկայումս VCSEL-ների մեծ մասը հիմնված է GaAs կիսահաղորդիչների վրա, և արտանետման ալիքի երկարությունը հիմնականում գտնվում է ինֆրակարմիր ալիքի գոտում:
1977 թվականին Տոկիոյի տեխնոլոգիական համալսարանի պրոֆեսոր Իկա Կենիչին առաջին անգամ առաջարկեց ուղղահայաց խոռոչի մակերեսային արձակող լազերի հայեցակարգը: Վաղ օրերին նա հիմնականում ցանկանում էր ստանալ մեկ երկայնական ռեժիմով կիսահաղորդչային լազեր՝ կայուն ելքով՝ կրճատելով խոռոչի երկարությունը։ Այնուամենայնիվ, այս դիզայնի կարճ միակողմանի երկարության պատճառով լազերային լազերային լազինգ ստանալը դժվար էր, ուստի VCSEL-ի վաղ հետազոտությունը երկարաձգվեց: Երկու տարի անց, պրոֆեսոր Յիհե Ջիանին հաջողությամբ իրականացրեց GaInAsP շարքի լազերների իմպուլսային լազինգը 77 Կ-ում՝ օգտագործելով հեղուկ փուլային էպիտաքսիայի տեխնոլոգիա (հեղուկ փուլային էպիտաքսիայի մեթոդ՝ լուծույթից պինդ նյութերը նստեցնելու և դրանք հիմքի վրա նստեցնելու համար՝ միաբյուրեղյա բարակ շերտեր առաջացնելու համար։ ) 1988 թվականին GaAs շարքի VCSEL-ներն աճեցվեցին օրգանական քիմիական գոլորշիների նստեցման (OCVD) տեխնոլոգիայով՝ սենյակային ջերմաստիճանում շարունակական աշխատանքի հասնելու համար: Էպիտաքսիալ տեխնոլոգիայի մշտական զարգացման շնորհիվ կարող են արտադրվել բարձր անդրադարձողությամբ կիսահաղորդչային DBR կառուցվածքներ, ինչը զգալիորեն արագացնում է VCSEL-ի հետազոտման գործընթացը: 20-րդ դարի վերջում, այն բանից հետո, երբ գիտահետազոտական հաստատությունները փորձեցին տարբեր կառուցվածքներ, օքսիդացումով սահմանափակ VCSEL-ի հիմնական կարգավիճակը բավականին որոշվեց: Այնուհետև այն անցավ հասունության փուլ, որտեղ կատարողականությունը մշտապես օպտիմիզացվում և բարելավվում էր:
Օքսիդացման սեկցիոն դիագրամ սահմանափակ վերևից արտանետվող լազեր
Ակտիվ շրջանը սարքի էական մասն է: Քանի որ VCSEL խոռոչը շատ կարճ է, խոռոչի ակտիվ միջավայրը պետք է ապահովի ավելի շատ շահույթի փոխհատուցում լազինգի ռեժիմի համար:
Առաջին հերթին, լազեր ստեղծելու համար պետք է միաժամանակ բավարարվեն երեք պայմաններ.
1) սահմանվում է կրիչի ինվերսիոն բաշխումը ակտիվ շրջանում.
2) հարմար ռեզոնանսային խոռոչը թույլ է տալիս գրգռված ճառագայթումը բազմիցս ետ վերադարձնել լազերային տատանում ձևավորելու համար. և
3) ընթացիկ ներարկումը բավականաչափ ուժեղ է, որպեսզի օպտիկական օգուտը մեծ կամ հավասար լինի տարբեր կորուստների գումարին և բավարարի որոշակի ընթացիկ շեմային պայմանները:
Երեք հիմնական պայմանները համապատասխանում են VCSEL սարքի կառուցվածքի նախագծման հայեցակարգին: VCSEL-ի ակտիվ շրջանը օգտագործում է լարված քվանտային հորերի կառուցվածք՝ ներքին կրիչի ինվերսիոն բաշխման իրականացման համար հիմք ստեղծելու համար: Միևնույն ժամանակ, համապատասխան ռեֆլեկտիվությամբ ռեզոնանսային խոռոչը նախագծված է, որպեսզի արտանետվող ֆոտոնները համահունչ տատանումներ ձևավորեն: Վերջապես, բավականաչափ ներարկման հոսանք է տրամադրվում, որպեսզի ֆոտոնները կարողանան հաղթահարել սարքի տարբեր կորուստները՝ ստեղծելով կայուն
Ահա թե ինչպես է բացատրել VCSEL-ը, օպտիկական հաղորդակցության ընկերություն Shenzhen HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd.