VCSELs技术与应用：垂直腔面发射激光器解析

"VCSELs Fundamentals Technology and Applications of Vertical-Cavity Surface Emitting Lasers 2013" 垂直腔面发射激光器（VCSELs）是激光二极管市场中的一个重要组成部分，自其商业化以来已有约15年的历史。这种技术的发展历程大约花费了17年时间才得以商业化应用。最初，多模光纤网络在1 Gbit/s的数据率范围内是VCSELs的主要市场。2004年，VCSELs首次被应用在光学计算机鼠标中。至今，光学鼠标和多模光纤网络这两个领域共同占据了每年近一亿个单位的产量。预计未来，VCSELs将在各种传感和照明用途中实现高产量，尤其是利用高功率激光阵列的应用。 VCSELs的优势在于它们的结构特性，垂直腔设计允许激光从器件的表面垂直发射，这与传统的边发射激光器不同。这种设计提供了更好的光束质量和更易于集成到微电子系统中的优点。此外，VCSELs可以方便地制造成阵列，使得它们在高速数据通信、光互连、光存储和3D传感等领域有广泛的应用潜力。 在数据通信中，VCSELs因其低成本、高可靠性以及低功耗而成为数据中心和局域网中光纤连接的理想选择。它们在光通信模块中用于生成和接收高速数据信号，支持千兆甚至万兆比特每秒的数据传输速度。在光存储领域，VCSELs的短脉冲和高重复频率使得它们适合用于下一代的光盘读写设备。 在传感器应用中，VCSELs可以用于精确的距离测量（例如，通过飞行时间测距法）和环境感知，如面部识别和自动驾驶汽车的安全系统。高功率VCSEL阵列则被用于固态照明，提供高效、定向的光源，适用于工业照明、投影显示或医疗设备。 未来的研究和发展将集中在提高VCSELs的功率输出、扩展工作波长范围、增强稳定性以及开发新的应用领域。随着量子信息技术的快速发展，VCSELs也有可能在量子计算和量子通信中发挥重要作用。为了推动这些领域的进步，出版物如《VCSELs Fundamentals Technology and Applications》这样的专著对于研究人员和工程师来说是非常有价值的参考资料，它提供了深入的理论基础、最新的技术进展以及广泛的实践应用案例。