VCSEL, sing diarani Laser Permukaan Rongga Vertikal kanthi lengkap, minangka jinis laser semikonduktor. Saiki, umume VCSEL adhedhasar semikonduktor GaAs, lan dawa gelombang emisi utamane ing pita gelombang inframerah.
Ing taun 1977, Profesor Ika Kenichi saka Universitas Teknologi Tokyo pisanan ngusulake konsep laser pemancar permukaan rongga vertikal. Ing dina wiwitan, dheweke utamane pengin entuk laser semikonduktor mode longitudinal siji kanthi output stabil kanthi nyepetake dawa rongga. Nanging, amarga desain iki cendhak siji-cara gain dawa, iku tantangan kanggo njupuk laser lasing, supaya riset awal VCSEL iki dipun danguaken. Rong taun salajengipun, Profesor Yihe Jianyi kasil nyadari lasing pulsed laser seri GaInAsP ing 77 K kanthi nggunakake teknologi epitaksi fase cair (metode epitaksi fase cair kanggo endapan zat padhet saka solusi lan nyelehake ing substrat kanggo ngasilake lapisan tipis kristal tunggal. ). Ing taun 1988, VCSEL seri GaAs ditanam kanthi teknologi deposisi uap kimia organik (OCVD) kanggo entuk operasi terus-terusan ing suhu kamar. Kanthi pangembangan teknologi epitaxial sing terus-terusan, struktur DBR semikonduktor kanthi reflektivitas dhuwur bisa diprodhuksi, sing bisa nyepetake proses riset VCSEL kanthi signifikan. Ing pungkasan abad kaping 20, sawise institusi riset nyoba macem-macem struktur, status mainstream VCSEL winates oksidasi cukup disetel. Banjur pindhah menyang tahap kadewasan, ing ngendi kinerja terus dioptimalake lan ditingkatake.
Diagram bagean saka oksidasi winates top emitting laser
Wilayah aktif minangka bagean penting saka piranti kasebut. Amarga growong VCSEL cendhak banget, medium aktif ing growong perlu kanggo menehi ganti rugi gain liyane kanggo mode lasing.
Kaping pisanan, telung syarat kudu ditindakake bebarengan kanggo ngasilake laser:
1) distribusi inversi operator ing wilayah aktif ditetepake;
2) rongga resonansi cocok ngidini radiation stimulus kanggo dipakani kaping pirang-pirang kanggo mbentuk osilasi laser; lan
3) injeksi saiki cukup kuwat kanggo nggawe gain optik luwih saka utawa padha karo jumlah saka macem-macem losses lan ketemu kahanan ambang saiki tartamtu.
Telu kahanan utami cocog karo konsep desain struktur piranti VCSEL. Wilayah aktif VCSEL nggunakake struktur sumur kuantum sing tegang kanggo nggawe basis kanggo nyadari distribusi inversi operator internal. Ing wektu sing padha, rongga resonan kanthi reflektivitas sing cocog dirancang kanggo nggawe foton sing dipancarake mbentuk osilasi sing koheren. Pungkasan, arus injeksi sing cukup kasedhiya kanggo ngaktifake foton kanggo ngatasi macem-macem kerugian piranti kasebut dhewe kanggo nggawe awet.
Iki carane Shenzhen HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd., perusahaan komunikasi optik, nerangake VCSEL.