Caratteristiche di VCSEL
Poiché il VCSEL e il laser ad emissione di bordi hanno strutture distinte, che determinano variazioni nelle loro caratteristiche e prestazioni, i parametri di base dei due laser sono mostrati nella tabella seguente.
Confronto di struttura e prestazioni tra laser a emissione di bordi e VCSEL
La tabella mostra che la regione attiva del VCSEL è piccola e ha una cavità corta, facilitando il funzionamento in modalità longitudinale singola e con corrente a soglia bassa (inferiore al milliampere). La zona attiva, invece, deve essere più ampia per ottenere un guadagno sufficientemente elevato. La riflettività dello specchio cavo deve essere almeno del 99%. Si prevede che VCSEL sarà utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni di trasferimento dati e comunicazioni ottiche ad alta velocità grazie alla sua elevata frequenza di oscillazione di rilassamento. La direzione dell'emissione della luce di un VCSEL è perpendicolare alla superficie del substrato, consentendo una buona limitazione del campo luminoso laterale. Il test dell'intero wafer produce un raggio circolare e la fabbricazione di una matrice bidimensionale è semplice. Il wafer epitassiale può ridurre i costi di produzione prima che l'intero processo sia completato.
I vantaggi del VCSEL
l. Il fascio in uscita è circolare con un angolo di divergenza modesto, rendendo semplice l'accoppiamento con fibre ottiche e altri componenti ottici pur essendo molto efficiente.
2. Ha la capacità di eseguire una modulazione ad alta velocità e può essere utilizzato in sistemi di comunicazione in fibra ottica a lunga distanza e ad alta velocità.
3. Poiché l'area attiva è piccola, la modalità longitudinale singola e il funzionamento a soglia bassa sono semplici da produrre.
4. L'efficienza di conversione elettro-ottica potrebbe essere superiore al 50%, il che implica una maggiore durata del dispositivo. 5. È semplice implementare un array bidimensionale, applicarlo a un sistema di elaborazione logica ottica parallela, ottenere un'elaborazione dei dati ad alta velocità e di grande capacità e utilizzarlo in dispositivi ad alta potenza.
6. Il chip può essere testato e il prodotto vagliato prima di essere confezionato, riducendo significativamente il costo del prodotto.
7. Può essere impiegato in laminato circuiti integrati ottici con tecnologia micromeccanica.