單模VCSEL激光器是一種特殊類型的半導(dǎo)體激光器，當(dāng)前以砷化鎵半導(dǎo)體為基礎(chǔ)材料的VCSEL居多，發(fā)射波長主要為近紅外波段。其特點在于激光光束從激光器的頂部垂直發(fā)射出來，且光束質(zhì)量高，譜線寬度窄，適合于需要高精確度和高穩(wěn)定性的應(yīng)用場景。
單模VCSEL激光器的工作原理基于半導(dǎo)體材料的特性。當(dāng)電流通過芯片時，活動層(活性區(qū))中的電子和空穴會結(jié)合形成激發(fā)態(tài)，然后放射出光子。這些光子在芯片內(nèi)部經(jīng)過多層介質(zhì)材料構(gòu)成的布拉格反射鏡(DBR)多次反射后，最終從頂端垂直發(fā)射出來。由于反射鏡的反射率非常高，可以達(dá)到99.9%以上，因此能夠有效地將光束限制在微小的垂直腔體中，形成穩(wěn)定的單模激光輸出。
單模VCSEL激光器輸出的光束通常是對稱的高斯光束，光束發(fā)散角小，適合與光纖或其他光學(xué)元件高效耦合。具有出光功率高，線寬窄以及良好的一致性，具有較長的壽命和穩(wěn)定的性能，可以在惡劣的環(huán)境下長時間工作而不易損壞。
