เลเซอร์เปล่งแสงพื้นผิวโพรงแนวตั้ง ( VCSEL / ˈ v ɪ k s əl / ) เป็น เลเซอร์ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ ชนิดหนึ่งที่ เปล่งแสง เลเซอร์ตั้งฉากจากพื้นผิวด้านบน ซึ่งแตกต่างจากเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสงขอบแบบดั้งเดิม (เรียกอีกอย่างว่า เลเซอร์ ระนาบ ) ซึ่งเปล่งแสงจากพื้นผิวที่เกิดจากการตัดชิปแต่ละชิ้นออกจากเวเฟอร์ VCSEL ใช้ในผลิตภัณฑ์เลเซอร์ต่างๆ รวมถึงเมาส์คอมพิวเตอร์การสื่อสารด้วยใยแก้ว นำแสง เครื่องพิมพ์เลเซอร์Face ID ^{[ 1 ]}และแว่นตาอัจฉริยะ^{[ 2 ]}

การผลิต VCSEL มีข้อดีหลายประการ เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการผลิตเลเซอร์แบบเปล่งแสงจากขอบ เลเซอร์แบบเปล่งแสงจากขอบไม่สามารถทดสอบได้จนกว่าจะสิ้นสุดกระบวนการผลิต หากเลเซอร์ทำงานผิดปกติ ไม่ว่าจะเกิดจากหน้าสัมผัสที่ไม่ดีหรือคุณภาพการเติบโตของวัสดุที่ไม่ดี เวลาในการผลิตและวัสดุที่ใช้ก็จะสูญเปล่า อย่างไรก็ตาม VCSEL สามารถทดสอบได้หลายขั้นตอนตลอดกระบวนการเพื่อตรวจสอบคุณภาพวัสดุและปัญหาในกระบวนการผลิต ตัวอย่างเช่น หากviasซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อทางไฟฟ้าKระหว่างชั้นของวงจร ไม่ได้รับการกำจัด วัสดุ ไดอิเล็กทริก ออกไปอย่างสมบูรณ์ ในระหว่างการกัด การทดสอบระหว่างทางจะบ่งชี้ว่าชั้นโลหะด้านบนไม่ได้สัมผัสกับชั้นโลหะเริ่มต้น นอกจากนี้ เนื่องจาก VCSEL เปล่งลำแสงตั้งฉากกับบริเวณที่ใช้งานของเลเซอร์ ต่างจากแบบขนานเหมือนกับเลเซอร์แบบเปล่งแสงจากขอบ จึงสามารถผลิต VCSEL ได้หลายหมื่นชิ้นพร้อมกันบนแผ่นเวเฟอร์แกลเลียมอาร์เซไนด์ ขนาดสามนิ้ว ดังนั้น แม้ว่ากระบวนการผลิต VCSEL จะต้องใช้แรงงานและวัสดุมากขึ้น แต่ผลผลิตสามารถควบคุมให้มีความแน่นอนและสูงขึ้นได้^{[ 3 ]}

ตัวเรโซเนเตอร์เลเซอร์ประกอบด้วย กระจก สะท้อนแสงแบบกระจายแบร็ก (DBR) สองบานขนานกับพื้นผิวของเวเฟอร์ โดยมีบริเวณใช้งานซึ่งประกอบด้วยควอนตัมเวลล์หนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งบ่อสำหรับการสร้างแสงเลเซอร์อยู่ตรงกลาง กระจก DBR แบบระนาบประกอบด้วยชั้นที่มีดัชนีหักเหสูงและต่ำสลับกัน แต่ละชั้นมีความหนาหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่นเลเซอร์ในวัสดุ ทำให้ได้ค่าการสะท้อนความเข้มสูงกว่า 99% กระจกสะท้อนแสงที่มีค่าการสะท้อนสูงเป็นสิ่งจำเป็นใน VCSEL เพื่อปรับสมดุลความยาวตามแนวแกนที่สั้นของบริเวณขยายสัญญาณ

ใน VCSEL ทั่วไป กระจกด้านบนและด้านล่างจะถูกเจือด้วยวัสดุชนิด pและชนิด n ทำให้เกิดรอยต่อ ไดโอดในโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่านั้น บริเวณชนิด p และชนิด n อาจฝังอยู่ระหว่างกระจก ซึ่งต้องใช้กระบวนการผลิตสารกึ่งตัวนำที่ซับซ้อนกว่าเพื่อสร้างการสัมผัสทางไฟฟ้ากับบริเวณแอคทีฟ แต่จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าในโครงสร้าง DBR ได้

ในการศึกษาทางห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับ VCSEL โดยใช้ระบบวัสดุใหม่ บริเวณแอคทีฟอาจถูกกระตุ้นด้วยแหล่งกำเนิดแสงภายนอกที่มีความยาวคลื่น สั้นกว่า ซึ่งโดยปกติจะเป็นเลเซอร์อีกตัวหนึ่ง วิธีนี้ช่วยให้สามารถสาธิต VCSEL ได้โดยไม่มีปัญหาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการได้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดี อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ดังกล่าวไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่

โดยทั่วไปแล้ว VCSEL สำหรับความยาวคลื่นตั้งแต่ 650 นาโนเมตรถึง 1300 นาโนเมตรจะใช้แผ่นเวเฟอร์แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) ที่มี DBRs ที่สร้างจาก GaAs และอะลูมิเนียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ (Al _x Ga _{(1− x )} As) ระบบ GaAs–AlGaAs เป็นที่นิยมสำหรับการสร้าง VCSEL เนื่องจากค่าคงที่ของแลตติสของวัสดุไม่เปลี่ยนแปลงมากนักเมื่อองค์ประกอบเปลี่ยนไป ทำให้สามารถปลูกชั้นเอพิแทกเซียล ที่ "จับคู่แลตติส" ได้หลายชั้นบนพื้นผิว GaAs อย่างไรก็ตาม ดัชนีหักเหของ AlGaAs จะเปลี่ยนแปลงค่อนข้างมากเมื่อสัดส่วนของ Al เพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยลดจำนวนชั้นที่จำเป็นในการสร้างกระจกแบร็กที่มีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับระบบวัสดุอื่นๆ ที่เป็นตัวเลือก นอกจากนี้ ที่ความเข้มข้นของอะลูมิเนียมสูง สามารถสร้างออกไซด์จาก AlGaAs ได้ และออกไซด์นี้สามารถใช้จำกัดกระแสใน VCSEL ทำให้ได้กระแสเกณฑ์ต่ำมาก

วิธีการหลักในการจำกัดกระแสไฟฟ้าใน VCSEL แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ VCSEL ที่ใช้การฝังไอออน และ VCSEL ที่ใช้สารประกอบออกไซด์

ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 บริษัทโทรคมนาคมมักนิยมใช้ VCSEL ที่ผลิตด้วยวิธีการฝังไอออน ไอออน (ส่วนใหญ่มักเป็นไอออนไฮโดรเจน H+) จะถูกฝังเข้าไปในโครงสร้าง VCSEL ทุกจุดยกเว้นบริเวณช่องเปิดของ VCSEL ซึ่งจะทำลายโครงสร้างแลตติซรอบช่องเปิด ทำให้กระแสไฟฟ้าถูกยับยั้ง ในช่วงกลางถึงปลายทศวรรษ 1990 บริษัทต่างๆ หันมาใช้เทคโนโลยี VCSEL ที่ผลิตด้วยออกไซด์มากขึ้น กระแสไฟฟ้าจะถูกจำกัดอยู่ใน VCSEL ออกไซด์โดยการออกซิไดซ์วัสดุรอบช่องเปิดของ VCSEL ชั้นอะลูมิเนียมที่มีปริมาณสูงซึ่งถูกสร้างขึ้นภายในโครงสร้าง VCSEL จะเป็นชั้นที่ถูกออกซิไดซ์ VCSEL ออกไซด์มักใช้ขั้นตอนการผลิตด้วยการฝังไอออนเช่นกัน ดังนั้น ใน VCSEL ออกไซด์ เส้นทางของกระแสไฟฟ้าจึงถูกจำกัดโดยการฝังไอออนและช่องเปิดของออกไซด์

การยอมรับ VCSEL ออกไซด์ในระยะแรกนั้นเต็มไปด้วยความกังวลเกี่ยวกับการที่ช่องเปิด "หลุดออก" เนื่องจากความเครียดและข้อบกพร่องของชั้นออกซิเดชัน อย่างไรก็ตาม หลังจากการทดสอบมากมาย ความน่าเชื่อถือของโครงสร้างได้รับการพิสูจน์แล้วว่าแข็งแกร่ง ดังที่ระบุไว้ในการศึกษาหนึ่งโดย Hewlett Packard เกี่ยวกับ VCSEL ออกไซด์ว่า "ผลการทดสอบความเครียดแสดงให้เห็นว่าพลังงานกระตุ้นและอายุการใช้งานของ VCSEL ออกไซด์นั้นคล้ายคลึงกับ VCSEL แบบฝังที่ปล่อยพลังงานเอาต์พุตในปริมาณเท่ากัน" ^{[ 4 ]} ความกังวลด้านการผลิตยังเป็นปัญหาที่รุมเร้าอุตสาหกรรมเมื่อเปลี่ยน VCSEL ออกไซด์จากโหมดการวิจัยและพัฒนาไปสู่โหมดการผลิต อัตราการออกซิเดชันของชั้นออกไซด์ขึ้นอยู่กับปริมาณอะลูมิเนียมเป็นอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยใดๆ ในอะลูมิเนียมจะเปลี่ยนอัตราการออกซิเดชัน ซึ่งบางครั้งส่งผลให้ช่องเปิดมีขนาดใหญ่เกินไปหรือเล็กเกินไปจนไม่ตรงตามมาตรฐานข้อกำหนด

อุปกรณ์ที่มีความยาวคลื่นยาวกว่า ตั้งแต่ 1300 นาโนเมตร ถึง 2000 นาโนเมตร ได้รับการพัฒนาขึ้นแล้ว โดยอย่างน้อยที่สุดบริเวณแอคทีฟทำจากอินเดียมฟอสไฟด์ ส่วน VCSEL ที่มีความยาวคลื่นสูงกว่านั้นยังอยู่ในขั้นตอนการทดลองและมักใช้การกระตุ้นด้วยแสง VCSEL ที่ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตรเป็นที่ต้องการอย่างมาก เนื่องจากค่าการกระจายแสงของ ใยแก้วนำแสงที่ทำจากซิลิกาจะน้อยที่สุดในช่วงความยาวคลื่นนี้

อุปกรณ์ที่มีบริเวณแอคทีฟหลายบริเวณ (หรือที่เรียกว่า VCSEL แบบไบโพลาร์แคสเคด)

ช่วยให้ได้ค่าประสิทธิภาพควอนตัมเชิงอนุพันธ์ที่สูงกว่า 100% ผ่านการรีไซเคิลตัวนำ

VCSEL ที่มีจุดเชื่อมต่อแบบอุโมงค์

การใช้จุดเชื่อมต่ออุโมงค์ (n ⁺ p ⁺ ) สามารถสร้างโครงสร้างพิ น nn ⁺ p ^{+ ที่ได้เปรียบทางไฟฟ้า ซึ่งอาจส่งผลดีต่อองค์ประกอบโครงสร้างอื่นๆ ด้วย (เช่น ในรูปแบบของ} จุดเชื่อมต่ออุโมงค์ฝังดิน (BTJ))

VCSEL ที่ปรับได้ด้วยกระจกที่เคลื่อนที่ได้ด้วยกลไกขนาดเล็ก ( MEMS )

(ไม่ว่าจะใช้แสง^{[ 5 ]}หรือไฟฟ้า^{[ 6 ] [ 7 ]} )

VCSEL แบบเชื่อมแผ่นเวเฟอร์หรือแบบหลอมรวมแผ่นเวเฟอร์

การผสมผสานของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถผลิตได้โดยใช้เวเฟอร์พื้นผิวประเภทต่างๆ^{[ 8 ]}

VCSEL ที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงแบบโมโนลิธิก

VCSEL สองตัววางซ้อนกัน ตัวหนึ่งใช้แสงกระตุ้นอีกตัวหนึ่ง

VCSEL ที่มีไดโอดมอนิเตอร์แบบรวมตามแนวยาว

โฟโตไดโอดถูกรวมไว้ใต้กระจกด้านหลังของ VCSEL VCSEL ที่มีไดโอดมอนิเตอร์แบบรวมในแนวขวาง: ด้วยการกัดแผ่นเวเฟอร์ของ VCSEL อย่างเหมาะสม สามารถผลิตโฟโตไดโอดแบบเรโซแนนซ์ที่สามารถวัดความเข้มของแสงจาก VCSEL ที่อยู่ใกล้เคียงได้

VCSEL ที่มีโพรงภายนอก (VECSEL)

VECSELถูกกระตุ้นด้วยแสงจากไดโอดเลเซอร์ทั่วไป การจัดเรียงแบบนี้ช่วยให้สามารถกระตุ้นพื้นที่ของอุปกรณ์ได้มากขึ้น จึงสามารถดึงพลังงานออกมาได้มากขึ้นถึง 30 วัตต์ นอกจากนี้ โพรงภายนอกยังช่วยให้สามารถใช้เทคนิคภายในโพรงได้ เช่น การเพิ่มความถี่เป็นสองเท่า การทำงานที่ความถี่เดียว และการล็อกโหมดพัลส์เฟมโตวินาที

เครื่องขยายสัญญาณแสงเซมิคอนดักเตอร์แบบโพรงแนวตั้ง

VCSOAได้รับการปรับให้เหมาะสมในฐานะตัวขยายสัญญาณมากกว่าตัวกำเนิดสัญญาณ VCSOA ต้องทำงานต่ำกว่าระดับเกณฑ์ และด้วยเหตุนี้จึงต้องการค่าการสะท้อนแสงของกระจกที่ลดลงเพื่อลดการป้อนกลับ เพื่อเพิ่มอัตราขยายสัญญาณให้สูงสุด อุปกรณ์เหล่านี้จึงประกอบด้วยบ่อควอนตัมจำนวนมาก (อุปกรณ์ที่ใช้การกระตุ้นด้วยแสงได้รับการสาธิตแล้วว่ามีบ่อควอนตัม 21–28 บ่อ) และส่งผลให้มีค่าอัตราขยายแบบผ่านครั้งเดียวที่สูงกว่า VCSEL ทั่วไปอย่างมาก (ประมาณ 5%) โครงสร้างเหล่านี้ทำงานเป็นตัวขยายสัญญาณที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบ (หลายสิบกิกะเจิง) และอาจนำไปใช้เป็นตัวกรองขยายสัญญาณได้

เนื่องจาก VCSEL ปล่อยแสงจากพื้นผิวด้านบนของชิป จึงสามารถทดสอบได้บนแผ่นเวเฟอร์ก่อนที่จะตัดแบ่งเป็นอุปกรณ์แต่ละชิ้น ซึ่งช่วยลด ต้นทุน การผลิต ของอุปกรณ์ นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถสร้าง VCSEL ได้ไม่เพียงแต่ในรูปแบบอาร์เรย์หนึ่งมิติเท่านั้น แต่ยังรวมถึง อาร์เรย์สองมิติด้วย

เนื่องจาก VCSEL มีช่องรับแสงขนาดใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับเลเซอร์แบบเปล่งแสงจากขอบส่วนใหญ่ จึงมีมุมการกระจายตัวของลำแสงที่ต่ำกว่า และทำให้สามารถเชื่อมต่อกับใยแก้วนำแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง

บริเวณแอคทีฟขนาดเล็กเมื่อเทียบกับเลเซอร์แบบเปล่งแสงที่ขอบ ช่วยลดกระแสเกณฑ์ของ VCSEL ส่งผลให้การใช้พลังงานต่ำ อย่างไรก็ตาม ปัจจุบัน VCSEL ยังมีกำลังการเปล่งแสงต่ำกว่าเลเซอร์แบบเปล่งแสงที่ขอบ กระแสเกณฑ์ที่ต่ำยังช่วยให้แบนด์วิดท์การมอดูเลชั่นภายในสูงใน VCSEL อีกด้วย^{[ 9 ]}

สามารถปรับความยาวคลื่นของ VCSEL ได้ภายในย่านความถี่ขยายของบริเวณแอคทีฟ โดยการปรับความหนาของชั้นสะท้อนแสง

ในขณะที่ VCSEL รุ่นแรกๆ ปล่อยแสงออกมาในหลายโหมดตามแนวยาวหรือในโหมดเส้นใย แต่ปัจจุบัน VCSEL แบบโหมดเดียวเป็นที่นิยมใช้กันทั่วไป

เลเซอร์เปล่งแสงพื้นผิวโพรงแนวตั้งกำลังสูงสามารถผลิตได้เช่นกัน โดยการเพิ่มขนาดรูรับแสงการเปล่งแสงของอุปกรณ์เดี่ยว หรือโดยการรวมองค์ประกอบหลายๆ ชิ้นเข้าด้วยกันเป็นอาร์เรย์สองมิติ (2D) ขนาดใหญ่ มีรายงานการศึกษาเกี่ยวกับ VCSEL กำลังสูงค่อนข้างน้อย อุปกรณ์เดี่ยวที่มีรูรับแสงขนาดใหญ่ซึ่งทำงานที่กำลังไฟประมาณ 100 มิลลิวัตต์ได้รับการรายงานครั้งแรกในปี 1993 ^{[ 10 ]}การปรับปรุงการเติบโตแบบเอพิแทกเซีย การประมวลผล การออกแบบอุปกรณ์ และบรรจุภัณฑ์ นำไปสู่ ​​VCSEL ที่มีรูรับแสงขนาดใหญ่แต่ละตัวที่เปล่งแสงได้หลายร้อยมิลลิวัตต์ในปี 1998 ^{[ 11 ]}นอกจากนี้ยังมีการรายงานการทำงานแบบต่อเนื่อง (CW) มากกว่า 2 วัตต์ที่อุณหภูมิฮีทซิงค์ -10 องศาเซลเซียสในปี 1998 จากอาร์เรย์ VCSEL ที่ประกอบด้วยองค์ประกอบ 1,000 ชิ้น ซึ่งสอดคล้องกับความหนาแน่นของกำลังไฟ 30 วัตต์/ซม. ^{² [ 12 ]}ในปี 2544 มีรายงานกำลังไฟฟ้าต่อเนื่อง (CW) มากกว่า 1 วัตต์ และกำลังไฟฟ้าแบบพัลส์ 10 วัตต์ ที่อุณหภูมิห้องจากอาร์เรย์ 19 องค์ประกอบ^{[ 13 ]} ชิปอาร์เรย์ VCSEL ถูกติดตั้งบนแผ่น กระจายความร้อน เพชรโดยใช้ประโยชน์จากค่าการนำความร้อน ที่สูงมากของเพชร มีรายงานกำลังไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุดเป็นประวัติการณ์ 3 วัตต์ในปี 2548 จากอุปกรณ์เดี่ยวขนาดใหญ่ที่ปล่อยแสงในช่วงประมาณ 980 นาโนเมตร^{[ 14 ]}

ในปี 2550 มีรายงานกำลังเอาต์พุต CW มากกว่า 200 วัตต์จากอาร์เรย์ VCSEL 2 มิติขนาดใหญ่ (5 × 5 มม.) ที่ปล่อยแสงความยาวคลื่นประมาณ 976 นาโนเมตร^{[ 15 ]}ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้าน VCSEL กำลังสูง ระดับกำลังสูงที่ทำได้ส่วนใหญ่เกิดจากการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการบรรจุภัณฑ์ ในปี 2552 มีรายงานระดับกำลังมากกว่า 100 วัตต์สำหรับอาร์เรย์ VCSEL ที่ปล่อยแสงความยาวคลื่นประมาณ 808 นาโนเมตร^{[ 16 ]}

ณ จุดนั้น เทคโนโลยี VCSEL ได้กลายเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานทางการแพทย์ อุตสาหกรรม และการทหารที่หลากหลาย ซึ่งต้องการกำลังไฟฟ้าหรือพลังงานสูง ตัวอย่างของการใช้งานดังกล่าว ได้แก่:

• การแพทย์/ความงาม: การกำจัดขนด้วยเลเซอร์ , การกำจัดริ้วรอยด้วยเลเซอร์
• ไฟส่องสว่างอินฟราเรดสำหรับงานทางทหาร/การเฝ้าระวัง
• การปั๊มเลเซอร์โซลิดสเตทและเลเซอร์ไฟเบอร์
• การสร้างฮาร์มอนิกที่สองที่มีกำลังสูง/พลังงานสูง(แสงสีฟ้า/สีเขียว) ^{[ 17 ]}
• การตัดเฉือนด้วยเลเซอร์: การตัดด้วยเลเซอร์ , การเจาะด้วยเลเซอร์ , การกัดเซาะด้วยเลเซอร์ , การแกะสลักด้วยเลเซอร์

• การส่งข้อมูลผ่านใยแก้วนำแสง
• การส่งสัญญาณบรอดแบนด์แบบอนาล็อก
• สเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสง ( TDLAS )
• เครื่องพิมพ์เลเซอร์
• เมาส์คอมพิวเตอร์
• การวิเคราะห์เนื้อเยื่อทางชีวภาพ
• นาฬิกาอะตอมขนาดชิป
• ระบบไลดาร์สำหรับกล้องโทรศัพท์มือถือ
• แสงที่มีโครงสร้าง (เช่น "โปรเจ็กเตอร์จุด" สำหรับFace ID ของ iPhone )
• ระบบไลดาร์สำหรับป้องกันการชนกันของรถยนต์

การปล่อยแสงจากพื้นผิวของสารกึ่งตัวนำจำนวนมากที่อุณหภูมิต่ำมากและการกักเก็บตัวนำแม่เหล็กได้รับการรายงานโดย Ivars Melngailis ในปี 1965 ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}ข้อเสนอแรกของ VCSEL โพรง สั้นได้ รับการเสนอโดย Kenichi Iga จากสถาบันเทคโนโลยีโตเกียวในปี 1977 ^{[ 21 ]}ภาพวาดอย่างง่ายของแนวคิดของเขาแสดงอยู่ในบันทึกการวิจัยของเขา ตรงกันข้ามกับเลเซอร์สารกึ่งตัวนำแบบเปล่งแสงขอบ Fabry-Perot ทั่วไป สิ่งประดิษฐ์ของเขาประกอบด้วยโพรงเลเซอร์สั้นที่มีขนาดเล็กกว่า 1/10 ของเลเซอร์แบบเปล่งแสงขอบที่ตั้งฉากกับพื้นผิวเวเฟอร์ ในปี พ.ศ. 2522 Soda, Iga, Kitahara และ Suematsuได้ทำการสาธิต VCSEL แบบโพรงสั้นเป็นครั้งแรก^{[ 22 ]}แต่ยังไม่มีการรายงานอุปกรณ์สำหรับการทำงานแบบต่อเนื่องที่อุณหภูมิห้องจนกระทั่งปี พ.ศ. 2531 ^{[ 23 ] คำว่า VCSEL ถูกบัญญัติขึ้นในสิ่งพิมพ์ของ Optical Society of America ในปี พ.ศ. 2530 [} 24 ] ^ในปี พ.ศ. 2532 Jack ^{Jewellได้นำ}ทีมความร่วมมือระหว่าง Bell Labs / Bellcore (รวมถึงAxel Scherer , Sam McCall, Yong Hee Lee และ James Harbison) ที่ได้สาธิต VCSEL มากกว่า 1 ล้านตัวบนชิปขนาดเล็ก^{[ 25 ] [ 26 ]} VCSEL ที่ทำจากเซมิคอนดักเตอร์ทั้งหมดรุ่นแรกเหล่านี้ได้แนะนำคุณลักษณะการออกแบบอื่นๆ ที่ยังคงใช้ใน VCSEL เชิงพาณิชย์ทั้งหมดในปัจจุบัน “การสาธิตนี้ถือเป็นจุดเปลี่ยนในการพัฒนาเลเซอร์เปล่งแสงจากพื้นผิว กลุ่มวิจัยอีกหลายกลุ่มได้เข้าสู่สาขานี้ และนวัตกรรมที่สำคัญมากมายก็ได้รับการรายงานจากทั่วโลกในไม่ช้า” ^{[ 27 ]}แอนดรูว์ หยาง จากหน่วยงานวิจัยโครงการขั้นสูงด้านการป้องกันประเทศ (DARPA) ได้ริเริ่มการจัดหาเงินทุนจำนวนมากเพื่อการวิจัยและพัฒนา VCSEL อย่างรวดเร็ว ตามมาด้วยความพยายามในการจัดหาเงินทุนจากภาครัฐและภาคอุตสาหกรรมอื่นๆ^{[ 27 ]} VCSEL ได้เข้ามาแทนที่เลเซอร์แบบเปล่งแสงที่ขอบในการใช้งานสำหรับการสื่อสารใยแก้วนำแสงระยะสั้น เช่นGigabit EthernetและFibre Channelและปัจจุบันใช้สำหรับแบนด์วิดท์ลิงก์ตั้งแต่ 1 ถึง 400 กิกะบิตต่อวินาทีหรือมากกว่า

• ปัญหาคอขวดของการเชื่อมต่อ
• โพรงแสง
• การสื่อสารด้วยแสง
• สายเคเบิลใยแก้วนำแสง
• การเชื่อมต่อทางแสง
• ไมโครแควิทีเชิงแสง
• อินเทอร์เฟซออปติคอลแบบขนาน

• เลเซอร์เปล่งแสงจากพื้นผิวที่มีความยาวคลื่นยาว: บทนำ ( เก็บถาวรเมื่อ 19 กรกฎาคม 2011 ที่Wayback Machine)
• คู่มือฟิสิกส์เซมิคอนดักเตอร์ของบริทนีย์: VCSELs