垂直共振器面発光型レーザー(VCSEL : Vertical Cavity Surface Emitting Laser)は、共振器が半導体の基板面に対して垂直方向に形成されている。よって、レーザー光も基板面に垂直に射出される。

下の動画はVCSELについて説明している動画である。

製造工程

製造工程を考えると、半導体端面をへき開する必要がなく、VCSELチップの製造をウェハ上で一括して行えるため大量生産に向いており低価格化が可能である(3インチのウェハから2万個のVCSEL素子を製造可能)。また、検査もチップの状態で行える(通常の端面発光レーザーではパッケージ後に検査を行う)

性能

性能面では、発振電流閾値がmA以下と小さく、消費電力も小さいこと、高出力用途には向かないことが挙げられる。これは、活性領域が短いことに起因している。通常の端面発光レーザーと異なり活性領域が短いため(活性層に垂直にレーザー発振するため)、利得長を長くとれず、高出力用途には向いていない。

VCSEL 素子 1個の出力は数mW程度であるが、素子を数100個アレイ化することで 1W弱の出力のVCSELパッケージが市販されている。射出光は端面発光レーザーのように楕円錐状ではなく、円錐状となる。高密度なアレイ化が可能であるという面も大きな特長である。

VCSELで重要なパラメータは、Linewidth、Bias Current、Data Rate、Contact Configuration、Channel Configurationである。

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