什么是垂直腔面發光激光器（VCSEL）

VCSEL全名為垂直共振腔表面放射激光(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL)，簡稱面射型激光，是光纖通訊所采用的光源之一。有別于LED(發光二極管)和LD(Laser Diode，激光二極管)等其他光源，VCSEL光源可調變頻率就達數Giga Hz，傳輸速率自然也有Giga bps等級。雖然傳統LD也有上述性能，但價格較為昂貴，且發光的效率遠差于VCSEL。另外VCSEL所需的驅動電壓和電流很小，使得壽命有千萬小時以上，為其他光源的100倍以上。OPEAK模塊/臺式VCSEL光源是一種高穩定、高性價比光源。采用自動精密溫度控制 (ATC) 和功率控制 (APC) 技術保證了光功率和譜形的長期穩定。單模光纖輸出，可選擇多種類型連接器或適配器，方便與外部設備的快速低損耗、快速互連。輸出光功率可調節，可選內調制模式。

垂直腔面發射激光器（VCSEL）是一種垂直表面出光的新型激光器。與傳統邊發射激光器不同的結構帶來了許多優勢：小的發散角和圓形對稱的遠、近場分布使其與光纖的耦合效率大大提高，而不需要復雜昂貴的光束整形系統,現已證實與多模光纖的耦合效率竟能大于90％；光腔長度極短，導致其縱模間距拉大，可在較寬的溫度范圍內實現單縱模工作，動態調制頻率高；腔體積減小使得其自發輻射因子較普通端面發射激光器高幾個數量級，這導致許多物理特性大為改善；可以在片測試，極大地降低了開發成本；出光方向垂直襯底，可以很容易地實現高密度二維面陣的集成，實現更高功率輸出，并且因為在垂直于襯底的方向上可并行排列著多個激光器，所以非常適合應用在并行光傳輸以及并行光互連等領域，它以空前的速度成功地應用于單通道和并行光互聯，以它很高的性能價格比，在寬帶以太網、高速數據通信網中得到了大量的應用；最吸引人的是它的制造工藝與發光二極管(LED)兼容，大規模制造的成本很低。

應用及前景：

在光纖通信方面，目前VCSEL市場空前發展，并在北美替代高價位的LD用于千兆、萬兆以太數據通信網的建設，導致了高速VCSEL收發模塊需求爆炸性地增長。雖然目前通信市場萎縮，但據美國E1ectroniCast公司最近預測，全球用于光通信的VCSEL激光收發機的需求量在未來5年內仍將以每年35％的速率遞增，到2006年將達到20億美元。未來的中國將是最大的數據通信網市場，利用VCSEL／Pin陣列實現10 Gbit／s乃至40 Gbit／s的甚短距離(VSR)并行光互聯及大容量交換設備和傳輸設備間高密度的背板連接，將會大大促進國內數據通信網和通信設備的發展。

VCSEL在其他方面也有不錯的應用前景。在光打印方面，激光打印機中的多邊鏡等光掃描技術的電子化是多年未能解決的課題，隨著技術的發展，已逐步得到改善。如果采用LED陣列，電能消耗是個瓶頸，而導入VCSEL陣列則可以解決這個問題。采用數千個VCSEL構成的陣列形式的多光束將可能成為取代多邊鏡掃描的最好方式。相比過去的單個激光管，VCSEL的陣列集成結構可以同時進行多行的掃描。這可以大大提高激光打印機的掃描速度并相應延長其使用壽命。在光顯示方面，通常的顯示器都是利用紅、綠、藍三元色發光管構成的，如果能夠制成具有紅、綠、藍三元色的激光器，則可以應用在大型顯示器的技術領域中。目前，波長范圍從藍色覆蓋到紫外波段的GaN系列激光器正處在研究階段。這個系列的VCSEL是解決未來圖像顯示的有力技術。在照明方面，VCSEL的電光轉換效率達到50％以上，遠遠高于目前的照明光源，如果它的波長能從紫外波段覆蓋到可見光區，可以期待它在照明領域里面也能有著廣泛的應用前景，實現白光照明。例如，可調節光線強度的室內照明，筆記本電腦的背景燈，交通指示燈以及戶外照明燈等許多方面。另外在氣體檢測、高密度光存儲方面也有希望得到應用。