VCSEL, जसलाई पूर्ण रूपमा ठाडो गुहा सतह उत्सर्जन लेजर भनिन्छ, एक प्रकारको अर्धचालक लेजर हो। हाल, धेरैजसो VCSELs GaAs अर्धचालकहरूमा आधारित छन्, र उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य मुख्यतया इन्फ्रारेड तरंग ब्यान्डमा छ।
1977 मा, टोकियो युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीका प्रोफेसर इका केनिचीले पहिलो पटक ठाडो-गुहा सतह-उत्सर्जक लेजरको अवधारणा प्रस्ताव गरे। प्रारम्भिक दिनहरूमा, उहाँ मुख्यतया गुफाको लम्बाइ छोटो गरेर स्थिर आउटपुटको साथ एकल अनुदैर्ध्य मोड सेमीकन्डक्टर लेजर प्राप्त गर्न चाहन्थे। यद्यपि, यस डिजाइनको छोटो एकतर्फी लाभ लम्बाइको कारणले, लेजर लेजिङ प्राप्त गर्न चुनौतीपूर्ण थियो, त्यसैले VCSEL को प्रारम्भिक अनुसन्धान लामो थियो। दुई वर्षपछि, प्रोफेसर Yihe Jianyi ले तरल चरण एपिटाक्सी टेक्नोलोजी प्रयोग गरेर GaInAsP श्रृंखला लेजरहरूको 77 K मा स्पंदित लेसिङ सफलतापूर्वक महसुस गर्नुभयो (तरल-चरण एपिटेक्सीको विधि घोलबाट ठोस पदार्थहरू उत्तेजित गर्न र एकल-क्रिस्टलमा उत्पन्न गर्न सब्सट्रेटमा जम्मा गर्न। )। 1988 मा, GaAs श्रृंखला VCSEL हरू कोठाको तापक्रममा निरन्तर सञ्चालन प्राप्त गर्न जैविक रासायनिक वाष्प निक्षेप (OCVD) प्रविधिद्वारा बढाइएको थियो। एपिटेक्सियल टेक्नोलोजीको निरन्तर विकासको साथ, उच्च परावर्तकताको साथ अर्धचालक DBR संरचनाहरू निर्माण गर्न सकिन्छ, जसले VCSEL को अनुसन्धान प्रक्रियालाई महत्त्वपूर्ण रूपमा गति दिन्छ। 20 औं शताब्दीको अन्त्यमा, अनुसन्धान संस्थाहरूले विभिन्न संरचनाहरू प्रयास गरेपछि, अक्सिडेशन-सीमित VCSEL को मुख्यधारा स्थिति धेरै धेरै सेट गरिएको थियो। त्यसपछि यो परिपक्वता को चरण मा सारियो, जहाँ प्रदर्शन लगातार अनुकूलित र सुधारिएको थियो।
अक्सीकरण सीमित शीर्ष उत्सर्जन लेजर को अनुभागीय रेखाचित्र
सक्रिय क्षेत्र उपकरणको आवश्यक भाग हो। किनकी VCSEL गुहा धेरै छोटो छ, गुहामा सक्रिय माध्यम ले लेसिङ मोड को लागी अधिक लाभ क्षतिपूर्ति प्रदान गर्न आवश्यक छ।
सबै भन्दा पहिले, लेजर उत्पन्न गर्न तीन सर्तहरू एकै साथ पूरा गर्नुपर्छ:
1) सक्रिय क्षेत्रमा वाहक उल्टो वितरण स्थापित छ;
२) उपयुक्त रेजोनन्ट गुहाले उत्तेजित विकिरणलाई लेजर दोलन बनाउन धेरै पटक फिर्ता गर्न अनुमति दिन्छ; र
3) हालको इन्जेक्सन पर्याप्त बलियो छ जसले अप्टिकल लाभलाई विभिन्न हानिहरूको योग भन्दा बढी वा बराबर बनाउन र निश्चित वर्तमान थ्रेसहोल्ड सर्तहरू पूरा गर्दछ।
तीन प्राथमिक अवस्थाहरू VCSEL उपकरण संरचनाको डिजाइन अवधारणासँग मेल खान्छ। VCSEL को सक्रिय क्षेत्रले आन्तरिक क्यारियर इन्भर्सन वितरणलाई महसुस गर्नको लागि आधार स्थापना गर्न एक तनावपूर्ण क्वान्टम राम्रो संरचना प्रयोग गर्दछ। एकै समयमा, उत्सर्जित फोटानहरूलाई सुसंगत दोलनहरू बनाउनको लागि उपयुक्त परावर्तकताको साथ एक गुंजन गुहा डिजाइन गरिएको छ। अन्तमा, पर्याप्त इन्जेक्सन वर्तमान प्रदान गरिएको छ फोटोनहरू सक्षम गर्न उपकरणको विभिन्न हानिहरू पार गर्नको लागि दिगो सिर्जना गर्न।
यसरी छ शेन्जेन HDV Optoelectronic Technology Co., Ltd, एक अप्टिकल कम्युनिकेशन कम्पनी, VCSEL को व्याख्या।