VCSEL, sem er kallaður Vertical Cavity Surface Emitting Laser að fullu, er eins konar hálfleiðara leysir. Eins og er eru flestir VCSELs byggðir á GaAs hálfleiðurum og losunarbylgjulengdin er aðallega á innrauða bylgjusviðinu.
Árið 1977 lagði prófessor Ika Kenichi við Tækniháskólann í Tókýó fyrst fram hugmyndina um leysi sem gefur frá sér yfirborð með lóðréttu holi. Í árdaga vildi hann aðallega fá einn lengdarham hálfleiðara leysir með stöðugum útgangi með því að stytta holrúmslengdina. Hins vegar, vegna stuttrar einhliða ávinningslengd þessarar hönnunar, var krefjandi að fá laser leysir, þannig að fyrstu rannsóknir á VCSEL voru framlengdar. Tveimur árum síðar gerði prófessor Yihe Jianyi árangursríka grein fyrir púlsandi leysingu á GaInAsP röð leysira við 77 K með því að nota fljótandi fasa epitaxy tækni (aðferðin við fljótandi fasa epitaxy til að fella fast efni úr lausn og setja þau á undirlagið til að búa til einkristal þunn lög ). Árið 1988 voru GaAs röð VCSELs ræktuð með lífrænni efnagufu (OCVD) tækni til að ná stöðugri notkun við stofuhita. Með stöðugri þróun epitaxial tækni er hægt að framleiða hálfleiðara DBR mannvirki með mikla endurspeglun, sem flýtir verulega fyrir rannsóknarferli VCSEL. Í lok 20. aldar, eftir að rannsóknarstofnanir höfðu prófað mismunandi mannvirki, var almenn staða oxunartakmarkaðs VCSEL nokkurn veginn ákveðin. Það færðist síðan inn á þroskastigið, þar sem frammistaða var stöðugt fínstillt og bætt.
Hlutaskýringarmynd af oxunartakmörkuðum leysi sem gefur frá sér toppinn
Virka svæðið er ómissandi hluti tækisins. Vegna þess að VCSEL hola er mjög stutt þarf virki miðillinn í holrúminu að veita meiri ávinningsuppbót fyrir leysihaminn.
Fyrst af öllu þarf að uppfylla þrjú skilyrði samtímis til að mynda leysir:
1) dreifing burðarsnúnings á virka svæðinu er komið á;
2) hentugt ómunarhol gerir kleift að endurnýja örvaða geislun margsinnis til að mynda leysisveiflu; og
3) strauminnspýtingin er nógu sterk til að gera sjónávinninginn meiri en eða jafnt og summu ýmissa tapa og uppfylla ákveðin straumþröskuldsskilyrði.
Aðalskilyrðin þrjú samsvara hönnunarhugmynd VCSEL tækisins. Virka svæði VCSEL notar þvingaða skammtabrunnsbyggingu til að koma á fót grunni til að átta sig á innri burðardreifingunni. Jafnframt er ómunarhol með viðeigandi endurkastsgetu hannað til að láta ljóseindir mynda samfelldar sveiflur. Að lokum er nægur innspýtingarstraumur til staðar til að gera ljóseindum kleift að sigrast á ýmsum tjónum á tækinu sjálfu til að skapa varanlegt
Þetta er hvernig Shenzhen HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd., sjónsamskiptafyrirtæki, útskýrði VCSEL.