垂直腔面发射激光器（VCSEL）是一个相对较新的半导体激光器的类型，VCSEL的首次在20世纪80年代中期发明的。 VCSEL的很快，获得了作为一个卓越的技术为短距离应用，如光纤通道，以太网和内部系统的连接等声誉。然后，VCSEL的商业可用性（1996）首两年内，成为局域网的首选技术，有效地取代了边发射激光器。这一成功主要是由于VCSEL的降低了制造成本和高可靠性的边缘发射器相比。

VCSEL的结构

半导体激光器包括在彼此顶部生长在基板上（“EPI”）的半导体材料层。 VCSEL和边缘发射器，这种增长是典型的分子束外延（MBE）或有机金属化学气相沉积（MOCVD）增长反应堆。相应增长晶圆处理单个设备。

在VCSEL，活性层是夹在两个高反射率的几个四分之一波长厚层交替的高和低折射率半导体镜（称为分布式布拉格反射镜，或DBRS）。这些反射镜的反射率通常范围在99.5--99.9％。因此，光垂直振荡设备的顶部（或底部），并通过层层逃脱。无论是富铝层的选择性氧化，离子注入，或者对于某些应用，通常是通过电流和/或光学禁闭。的VCSEL可设计为“顶部发光”（EPI /空气界面）或“自下而上排放”，其中“结点”焊接散热更有效率，例如要求的情况下（通过透明基板）。

相比之下，边发射器是由切块从晶圆的切割酒吧。由于空气和半导体材料之间的对比折射指数高，两个裂面作为镜子。因此，在边缘发射器的情况下，光振荡平行的层和逃逸副作用的方法。这个简单的VCSEL和边缘发射极之间的结构性差异，具有重要的意义。由于#p#分页标题#e#VCSEL的种植，加工和测试，同时仍然在晶圆形式，有显著的经济能力进行并行处理设备，即设备的利用率和产量最大化，成立时间和劳动含量的规模最小化。在一个VCSEL的情况下，镜子和活跃的地区依次堆放沿Y轴外延生长期间。 VCSEL的晶片接着形成的电子触点，通过蚀刻和金属化步骤。此时晶圆去测试个人激光设备的特点是一个传递失败的基础上。最后，晶圆是肉丁和分级或者更高级别的装配的激光器（通常> 95％）或报废（通常<5％）。

在一个简单的法布里 - 珀罗边缘发射的成长过程中也会发生沿Y轴，但只创造了活跃的地区如镜涂料后沿Z轴。晶圆外延式增长后，经过金属化步骤，随后沿X轴切割，形成了一系列的晶圆条。晶圆条，然后堆放和装入涂层夹具。然后涂上晶圆条的Z轴边缘形成设备的镜像。这种涂料是一种边缘发射器的关键工艺步骤，任何涂料的不完善将导致在早期由于catastrophical光学损伤（COD）的设备和灾难性的失败。这种涂层的步骤后，晶圆条肉丁，形成离散激光芯片，然后再安装到运营商。最后，激光设备进入测试。同样重要的是要明白，VCSEL的消耗更少的材料：在一个3英寸晶圆的情况下，激光制造商可兴建约15000 VCSEL器件或类似的权力水平的约4000名边缘发射器。除了这些优势，VCSEL的也表现出优良的动态性能，如低阈值电流（几微安），噪音低，操作和高速数字调制（10 GB /秒）。此外，尽管VCSEL的一直局限于低功耗应用 - 在最几毫瓦特 - 他们的内在潜力的生产加工大2 - D数组非常高的权力。相比之下，边发射器不能处理的2 - D阵列。