{"id":4249,"date":"2025-06-25T00:00:00","date_gmt":"2025-06-25T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/lp.szlogic.cn\/glossary\/overview-of-vcsel\/"},"modified":"2026-06-22T09:24:30","modified_gmt":"2026-06-22T09:24:30","slug":"overview-of-vcsel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/resourceslp.szlogic.cn\/de\/glossary\/overview-of-vcsel","title":{"rendered":"\u00dcbersicht \u00fcber VCSELs (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers)"},"content":{"rendered":"
\"Vertical-Cavity<\/figure>\n\n\n\n

Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasern (VCSELs)<\/strong> sind fortschrittliche Halbleiterbauelemente, die Licht senkrecht von der Chipoberfl\u00e4che emittieren und eine kompakte sowie effiziente Alternative zu herk\u00f6mmlichen kantenemittierenden Lasern darstellen. Mit einem kurzen Resonanzhohlraum, der durch hochreflektierende DBR-Spiegel gebildet wird, einer aktiven Quantenfilm-Region und strombegrenzenden Oxidaperturen liefern VCSELs niedrige Schwellstromwerte, hohe Modulationsgeschwindigkeiten und eine ausgezeichnete Faserkopplungseffizienz. Obwohl sie sich besonders f\u00fcr Kurzstreckenanwendungen eignen \u2013 beispielsweise optische Transceiver in Rechenzentren, Sensorsysteme und consumerseitige 3D-Bildgebung \u2013 sind sie im Vergleich zu kantenemittierenden Lasern leistungsbeschr\u00e4nkt und sto\u00dfen bei l\u00e4ngeren Wellenl\u00e4ngen auf Herausforderungen. Dennoch machen die Herstellbarkeit, Skalierbarkeit und Leistungsf\u00e4higkeit von VCSELs sie in der modernen Optik unverzichtbar.<\/p>\n\n\n\n

\ud83c\udf00 <\/strong>Was ist ein VCSEL?<\/h2>\n\n\n\n

A Vertikal-Kavit\u00e4t-Oberfl\u00e4chenemittierender Laser (VCSEL)<\/strong> ist eine Art Halbleiter-Laserdiode, die Licht emittiert senkrecht zu ihrer Oberfl\u00e4che<\/strong>, im Gegensatz zu kantenemittierenden Lasern, die seitlich emittieren. Sie besteht aus einem sehr kurzen Resonanzhohlraum, der zwischen zwei hochreflektierenden Distributed-Bragg-Reflector-(DBR-)Spiegeln eingeschlossen ist, die direkt in den Wafer integriert sind.<\/p>\n\n\n\n

\ud83c\udf00<\/strong>So funktionieren VCSELs<\/h2>\n\n\n\n
    \n

  1. DBR-Spiegel<\/strong>: Diese Spiegel bestehen aus abwechselnden Schichten von Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex und reflektieren \u00fcber 99\u202f% des Lichts bei der Laserwellenl\u00e4nge, um den optischen Hohlraum zu bilden.<\/p><\/li>

  2. Quantenfilm-Verst\u00e4rkungsmedium<\/strong>: Das aktive Material \u2013 typischerweise Quantenfilme \u2013 erzeugt Photonen bei elektrischer Anregung. Licht resoniert zwischen den DBR-Spiegeln, bis der Schwellwert erreicht oder Laserbetrieb einsetzt.<\/p><\/li>

  3. Strom- und Lichtbegrenzung<\/strong>: Oxidaperturen oder protonenimplantierte Bereiche begrenzen sowohl Strom als auch Licht und erzeugen so eine kleine Emissionsfl\u00e4che mit kreisf\u00f6rmigem Strahlprofil.<\/p><\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    \ud83c\udf00 <\/strong>Vor- und Nachteile<\/h2>\n\n\n\n

    Vorteile von VCSELs<\/h3>\n\n\n\n