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1. 诞生背景
垂直腔面发射激光器（VCSEL）是一种半导体激光器，其特点是光束垂直于晶片表面发射。它的出现主要是为了解决边缘发射激光器（EEL）的一些问题，如耗电量大、耗能高、集成度低等。VCSEL的出现，使得激光器的集成度大大提高，能耗降低，从而在通信、光学存储等领域得到了广泛应用。
2. 相关理论或原理
VCSEL的工作原理主要基于双反射腔的设计。在VCSEL的结构中，上下两个DBR（分布式布拉格反射器）形成一个光学腔，中间的量子阱层作为增益介质。当电流通过时，电子和空穴在量子阱中复合，产生光子，光子在腔中多次反射，形成激光。这种设计使得VCSEL具有低阈值电流、高效率、小发散角等优点。
3. 重要参数指标
VCSEL的重要参数指标主要包括阈值电流、输出功率、工作温度、发散角度等。其中，阈值电流是指产生激光所需的最小电流，它直接影响了VCSEL的能耗。输出功率是指VCSEL的光输出能力，它决定了VCSEL在通信、光存储等应用中的性能。工作温度是指VCSEL能正常工作的温度范围，它影响了VCSEL的稳定性和寿命。发散角度是指VCSEL发射的光束的散射角度，它影响了VCSEL的光束质量。
4. 应用
VCSEL广泛应用于光纤通信、光学存储、激光打印、生物医疗、3D传感等领域。在光纤通信中，VCSEL的高速、低耗、高集成度特性使其成为理想的光源。在光学存储中，VCSEL的高功率、小发散角使其在DVD、蓝光等光盘读写中有优势。在生物医疗中，VCSEL的红外波段使其在组织成像、血氧检测等方面有应用。
5. 分类
根据工作波长，VCSEL可以分为可见光VCSEL和红外VCSEL。可见光VCSEL主要用于显示、照明等领域，红外VCSEL主要用于通信、传感等领域。根据腔模，VCSEL可以分为单模VCSEL和多模VCSEL。单模VCSEL的光束质量好，适用于高精度的应用，多模VCSEL的功率高，适用于高功率的应用。
6. 未来发展趋势
随着5G、物联网、自动驾驶等技术的发展，VCSEL的应用领域将进一步扩大。同时，VCSEL的技术也将持续优化，如提高功率、降低阈值电流、扩大工作温度范围等。此外，VCSEL的集成化、微型化也将是未来的发展趋势。
7. 相关产品及生产商
目前市场上的VCSEL产品主要有Finisar的850nm VCSEL、Broadcom的940nm VCSEL等。这些产品在通信、传感等领域有广泛应用。同时，国内的华芯光电、三安光电等公司也在VCSEL领域有所布局。
