VCSEL-Laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) sind kleine Hochleistungslaser, die in der optischen Übertragungstechnik und in optischen Speichern eingesetzt werden. Sie zeichnen sich durch eine hohe Datenrate aus und benötigen einen relativ niedrigen Treiberstrom.

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Aufbau des VCSE-Lasers

VCSELs wurden für die High-Speed-Übertragung entwickelt, sie haben typischerweise eine Wellenlänge von 665 nm, es gibt sie aber auch für die optischen Fenster bei 850 nm, 1.310 nm und 1.550 nm. Sie haben eine Bandbreite von ca. 5 GHz, eine geringe Strahldivergenz gegenüber LEDs und eine einfache Faser-Einkopplung, bei der der Laserstrahl nicht das gesamte Kernglas des Lichtwellenleiters ausfüllt. Daher spricht man von Underfilled Launch, im Gegensatz zum Overfilled Launch (OFL) von Leuchtdioden, deren Abstrahlung über den Kernglasbereich hinausgeht.

Die Ausgangsleistung beträgt bei kontinuierlicher Strahlung über 1 mW. Mit VCSEL-Arrays können vierkanalige Übertragungssysteme basierend auf CDWM und DWDM mit jeweils 25 Gbit/s, also insgesamt 100 Gbit/s über einige hundert Meter auf Multimodefasern realisiert werden.

VCSEL-Laser, Foto: Honeywell

Der VCSEL-Laser selbst benötigt keine externe Optik, dadurch entfallen kritisch zu justierende Teile wie Einkoppler, was den Laser-Aufbau unempfindlich macht gegen mechanische Erschütterungen.

VCSELs arbeiten auf einem Resonatorprinzip mit so genannten Bragg-Reflektoren, die bestimmte Wellenlängen reflektieren, andere hingegen absorbieren.