VCSEL-ийг бүхэлд нь босоо хөндий гадаргуу ялгаруулдаг лазер гэж нэрлэдэг бөгөөд хагас дамжуулагч лазерын төрөл юм. Одоогийн байдлаар ихэнх VCSEL нь GaAs хагас дамжуулагч дээр суурилдаг бөгөөд цацрагийн долгионы урт нь ихэвчлэн хэт улаан туяаны долгионы зурваст байдаг.
1977 онд Токиогийн Технологийн Их Сургуулийн профессор Ика Кеничи босоо хөндий гадаргуу ялгаруулдаг лазерын тухай ойлголтыг анх дэвшүүлсэн. Эхний өдрүүдэд тэрээр голчлон хөндийн уртыг богиносгох замаар тогтвортой гаралт бүхий нэг уртааш горимтой хагас дамжуулагч лазерыг олж авахыг хүссэн. Гэсэн хэдий ч энэхүү загвар нь нэг талын урттай богино байсан тул лазерын лазерыг олж авахад хэцүү байсан тул VCSEL-ийн анхны судалгаа удаан үргэлжилсэн. Хоёр жилийн дараа профессор Yihe Jianyi шингэн фазын эпитаксийн технологийг (шингэн фазын эпитаксийн арга) ашиглан 77 К-ийн GaInAsP цуврал лазерыг импульсийн лазераар амжилттай хийж, уусмалаас хатуу бодисыг тунадасжуулах, нэг талст нимгэн давхарга үүсгэхийн тулд субстрат дээр буулгах аргыг ашигласан. ). 1988 онд GaAs цуврал VCSEL-ийг органик химийн уурын хуримтлал (OCVD) технологиор ургуулж, өрөөний температурт тасралтгүй ажиллах боломжтой болсон. Эпитаксиаль технологийг байнга хөгжүүлснээр өндөр тусгал бүхий хагас дамжуулагч DBR бүтцийг үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд энэ нь VCSEL-ийн судалгааны үйл явцыг ихээхэн хурдасгадаг. 20-р зууны төгсгөлд судалгааны байгууллагууд янз бүрийн бүтцийг туршиж үзсэний дараа исэлдэлтээр хязгаарлагдсан VCSEL-ийн үндсэн төлөвийг бараг тогтоосон. Дараа нь энэ нь төлөвшлийн шатанд шилжсэн бөгөөд гүйцэтгэлийг байнга сайжруулж, сайжруулдаг.
Хязгаарлагдмал дээд ялгаруулагч лазерын исэлдэлтийн хэсгийн диаграмм
Идэвхтэй бүс нь төхөөрөмжийн чухал хэсэг юм. VCSEL хөндий нь маш богино байдаг тул хөндий дэх идэвхтэй орчин нь lasing горимд илүү их ашиг олох нөхөн олговор өгөх шаардлагатай.
Юуны өмнө лазер үүсгэхийн тулд гурван нөхцлийг нэгэн зэрэг хангасан байх ёстой.
1) идэвхтэй бүс дэх тээвэрлэгчийн урвуу тархалтыг тогтоосон;
2) тохирох резонансын хөндий нь өдөөгдсөн цацрагийг олон удаа буцааж өгч, лазерын хэлбэлзэл үүсгэх боломжийг олгодог; болон
3) одоогийн тарилга нь оптик олзыг янз бүрийн алдагдлын нийлбэрээс их буюу тэнцүү болгоход хангалттай хүчтэй бөгөөд одоогийн тодорхой босго нөхцөлийг хангана.
Гурван үндсэн нөхцөл нь VCSEL төхөөрөмжийн бүтцийн дизайны үзэл баримтлалд нийцдэг. VCSEL-ийн идэвхтэй бүс нь дотоод зөөвөрлөгчийн урвуу тархалтыг хэрэгжүүлэх үндсийг бий болгохын тулд хүчдэлтэй квант худгийн бүтцийг ашигладаг. Үүний зэрэгцээ, ялгарах фотоныг уялдаа холбоотой хэлбэлзэл үүсгэхийн тулд зохих тусгал бүхий резонансын хөндийг зохион бүтээсэн. Эцэст нь, фотонуудад төхөөрөмжийн янз бүрийн алдагдлыг даван туулахын тулд хангалттай тарилгын гүйдэл өгдөг.
Оптик харилцаа холбооны компани Shenzhen HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd. VCSEL-ийг ингэж тайлбарлав.