Láser emisor de superficie de cavidad vertical (VCSEL)

Un láser emisor de superficie de cavidad vertical (VCSEL) es un diodo láser especializado que promete revolucionar las comunicaciones de fibra óptica al mejorar la eficiencia y aumentar la velocidad de los datos. El acrónimo VCSEL se pronuncia 'vixel'.

Los diodos láser más antiguos, llamados diodos emisores de bordes, emiten luz coherente o energía infrarroja (IR) paralela a los límites entre las capas de semiconductores. El VCSEL emite su energía coherente perpendicular a los límites entre las capas. El vertical en VCSEL surge del hecho de que los diodos láser normalmente se esquematizan mostrando los límites como planos horizontales, por lo que la salida de VCSEL parece emerger verticalmente en estos dibujos.

Se han construido VCSEL que emiten energía a 850 nanómetros (nm) y 1300 nm. Estas longitudes de onda corresponden a la energía en la porción del infrarrojo cercano (IR) del espectro electromagnético. (El rojo visible más largo está a aproximadamente 770 nm.) Las fibras ópticas transmiten energía de manera más eficiente a longitudes de onda alrededor de 1550 nm. Los materiales utilizados para fabricar VCSEL incluyen arseniuro de galio (GaAs), arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs) y nitruro de arseniuro de galio indio (InGaAsN).

El VCSEL tiene varias ventajas sobre los diodos emisores de borde. El VCSEL es más económico de fabricar en cantidad, es más fácil de probar y es más eficiente. Además, el VCSEL requiere menos corriente eléctrica para producir una salida de energía coherente dada. El VCSEL emite un haz estrecho, más casi circular que los emisores de borde tradicionales; esto hace que sea más fácil llevar la energía del dispositivo a una fibra óptica. El principal desafío al que se enfrentan los ingenieros en la actualidad es el desarrollo de un dispositivo VCSEL de alta potencia con una longitud de onda de emisión de 1550 nm.