vcsel全稱為垂直腔面發(fā)射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser),是半導(dǎo)體激光器的一種,當前以砷化鎵半導(dǎo)體為基礎(chǔ)材料的vcsel居多,發(fā)射波長主要為近紅外波段。
顧名思義,vcsel是一種垂直于襯底面射出激光的激光器,有區(qū)別于傳統(tǒng)的邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器,如f-p激光器(法布里-珀羅激光器)、dfb(分布式反饋激光器)。其可以在襯底上多個方向上排列多個激光器,從而形成并行光源或者面陣光源,是光纖通信或者光感測領(lǐng)域的主要光源之一。
相較于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器,vcsel有以下諸多優(yōu)點:
1)有源層體積極小,從而可以獲得極低的工作閾值,如材料工藝發(fā)展可期待極低閾值甚至無閾值發(fā)光器件;
2)波長和閾值對溫度變化相對不太敏感(當然vcsel本身也屬于半導(dǎo)體激光器的一種,也就逃脫不了溫度對其影響的宿命,其波長相對于溫度變化的溫漂系數(shù)大約為0.06 nm/℃,相比于f-p激光器的0.3 nm/℃來說已經(jīng)小很多了。);
3)腔長量級與波長相近,甚至更?。ò氩ㄩL量級),故縱模間隔較大,可實現(xiàn)單縱模出射;
4)可得到較大的馳豫振蕩頻率,從而實現(xiàn)較高的調(diào)制頻率;
5)出射圓形光斑,易于與光纖耦合;
6)封裝簡易,且可以形成二維激光陣列;
7)預(yù)期工作壽命達10萬小時及以上。