VCSEL, толугу менен Vertical Cavity Surface Emitting Laser деп аталат, жарым өткөргүч лазердин бир түрү. Учурда VCSELдердин көбү GaAs жарым өткөргүчтөрүнө негизделген жана эмиссиянын толкун узундугу негизинен инфракызыл толкун тилкесинде.
1977-жылы Токио технологиялык университетинин профессору Ика Кеничи биринчи жолу вертикалдык көңдөй беттик лазердин концепциясын сунуш кылган. Алгачкы күндөрдө ал, негизинен, көңдөйүнүн узундугун кыскартуу жолу менен туруктуу өндүрүштүк бир узунунан режимдеги жарым өткөргүчтүү лазерди алууну каалаган. Бирок, бул долбоордун кыска бир тараптуу пайда узундугуна байланыштуу, лазердик лазерди алуу кыйынга турду, ошондуктан VCSELдин алгачкы изилдөөлөрү узакка созулду. Эки жылдан кийин, профессор Йихэ Цзяньи суюк фазалык эпитаксиянын технологиясын (суюк фазалык эпитаксиянын ыкмасы, эритмеден катуу заттарды тумоо жана аларды субстраттын үстүнө жайгаштыруу үчүн бир кристаллдуу жука катмарларды пайда кылуу үчүн) 77 Кда GaInAsP сериясындагы лазерлердин импульстук лазерин ийгиликтүү ишке ашырды. ). 1988-жылы GaAs сериясындагы VCSELs бөлмө температурасында үзгүлтүксүз иштөөгө жетишүү үчүн органикалык химиялык бууларды түшүрүү (OCVD) технологиясы менен өстүрүлгөн. Эпитаксиалдык технологиянын тынымсыз өнүгүшү менен, жогорку чагылдыруу жөндөмү бар жарым өткөргүчтүү DBR конструкцияларын жасоого болот, бул VCSELдин изилдөө процессин бир кыйла тездетет. 20-кылымдын аягында, изилдөө институттары ар кандай структураларды сынап көргөндөн кийин, кычкылдануу менен чектелген VCSELдин негизги статусу дээрлик белгиленген. Андан кийин ал жетилгендик стадиясына өттү, анда аткаруу дайыма оптималдаштырылган жана жакшыртылган.
Кычкылдануу чектелген жогорку эмитенттүү лазердин секциялык диаграммасы
активдүү аймак аппараттын маанилүү бөлүгү болуп саналат. VCSEL көңдөйү өтө кыска болгондуктан, көңдөйдөгү активдүү чөйрө lasing режими үчүн көбүрөөк пайда компенсациясын камсыз кылышы керек.
Биринчиден, лазерди түзүү үчүн бир эле учурда үч шарт аткарылышы керек:
1) активдүү региондо алып жүрүүчү инверсиялык бөлүштүрүү белгиленген;
2) ылайыктуу резонанстык көңдөй стимулданган нурланууну лазердик термелүүнү пайда кылуу үчүн көп жолу кайтарууга мүмкүндүк берет; жана
3) учурдагы инъекция оптикалык пайданы ар кандай жоготуулардын суммасынан чоңураак же барабар кылуу үчүн жетиштүү күчтүү жана белгилүү бир учурдагы босого шарттарына жооп берет.
Үч негизги шарт VCSEL түзүлүш структурасынын долбоорлоо концепциясына туура келет. VCSELдин активдүү аймагы ички ташуучу инверсиялык бөлүштүрүүнү ишке ашыруу үчүн негиз түзүү үчүн чыңалган кванттык скважина структурасын колдонот. Ошол эле учурда, тиешелүү чагылдыруу менен резонанстык көңдөй иштелип чыккан фотон когеренттүү термелүүлөрдү пайда кылуу үчүн. Акырында, фотондор аппараттын ар кандай жоготууларын жеңип, узакка созулган эффектти түзүү үчүн жетиштүү инъекциялык ток берилет.
Shenzhen HDV Optoelektronic Technology Co., Ltd., оптикалык байланыш компаниясы VCSELди ушинтип түшүндүрдү.