激光是一种先进的光学技术，应用于从天文学到医学的许多不同领域。今天，有许多不同类型的激光器，每一种都适用于不同的应用，取决于所需的功率和范围。本文主要介绍垂直腔面发射激光器及其最适合的应用。
图像信贷/伤风:Aapsky
了解vcsels.
今天有这么多不同类型的激光在使用，最好是先了解激光，然后再发现它的应用——因为这两个领域通常是同义词。虽然自20世纪70年代以来，vcsel就已经出现了，但与其他激光系统相比，它们的工作方式仍然是独特的。现在使用的许多激光器在激光材料的边缘或表面发射光学，但vcsel从顶部表面发射——这意味着它们只从一个表面发射，而不是多个表面，从而使输出功率最大化。这通常以圆形光束的形式出现，与现代光学元件高度兼容。
vcsel使用一个激光二极管和一个单片谐振器在垂直于表面激光器和/或芯片的方向发出光。vcsel是一种依靠多个量子阱产生大量能量的半导体激光器。vcsel有不同的制造方法，最流行的方法是将其集成到晶圆上，因为可以在晶圆表面集成1000个二极管。另一种方法是将它们制作成阵列，因为输出功率可以增加(但有时如果在一个非常小的空间中放置太多的粒子，就会以光束质量为代价)。
通信技术
像许多激光器一样，vcsel也被用于光通信的某些领域，在单根光纤中用作发射器，在短距离和远程自由空间通信线路中用作多模光纤。在所有通信技术中，它们更广泛地应用于长波通信技术，如地铁系统、存储网络和光纤到家庭通信。然而，它们有潜力在高清晰度(HD)电视、智能手机和移动网络上进行大规模的商业应用。
传感器
vcsel通常用于两个不同的传感领域——气体传感和生物医学传感。对于气体传感应用，波长可调的vcsel(通常由MEMS制作)用于测量气体分子在吸收特定波长的激光后的热膨胀或静电力。vcsel一次只能测量一种气体分子，但被广泛用于检测氧气、水蒸气、甲烷和二氧化碳气体。
在生物医学传感方面，vcsel用于各种生物分子的集成和无标记传感。许多VCSEL传感方法被执行已并且通常与光电探测器集成在一起来分析生物样品(检测激光器发出的光，以及由于分子吸收光而产生的强度变化)。这些传感器也被用于观察荧光分子，并在芯片实验室环境中分析活体生物分子。
计算
VCSEL发射的光的高精度和高功率使其成为数据存储应用的可选读写光源，因为VCSEL可以用作“写入器”，同时可以获得背反射电压。光束可以构造成不同的几何形状(使用不同的纳米孔径)，改变功率输出和应用光束。
vcsel也用于电脑鼠标，作为光源。这是因为它们提供了低功耗和精确的鼠标跟踪能力。
结论
总体而言，近年来vcsel的使用有所增加，并扩展到各个应用领域。它们的使用增加的原因是由于它们的体积小，能够被制造成二维阵列，它们与其他组件的集成能力，并且因为它们比许多其他激光器更容易测试和制造。虽然上述应用领域是最常见的，但它们也被用于更小众的应用领域，如光学时钟和固态激光泵。随着越来越多的应用领域向VCSELS的使用开放，它们的应用应用预计将继续增长。
来源:
RP光子学:https://www.rp-photonics.com/vertical_cavity_surface_emitting_lasers.html
垂直腔面发射激光器的新兴应用- Harris J. S. et al，Semicond。科学。抛光工艺。2010年，DOI：10.1088 / 0268-1242 / 26/1/014010
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