垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）具有体积小、阈值电流低、可单纵模输出、功耗低和集成度高等优点，其发展引起了各个领域的瞩目，顺应了眼下信息社会的发展趋势。当下，无论是在光通信领域还是消费电子领域，VCSEL器件应用的身影随处可见，并且正不遗余力地改善着人们的生活方式与生活质量。
850 nm VCSEL凭借相对成熟稳定的技术特点，被普遍地视为一种适用于短距离光通信领域的理想光源，其高频特性极大程度上促进了光通信技术的发展；随着带有3D人脸识别功能的手机发布以来，3D感测技术逐渐地走进人们的视野，而承载该技术的核心组件便是940 nm VCSEL，随后该VCSEL在AR、VR领域以及人工智能领域均展现出极其优越的性能。自此，VCSEL技术的发展迎来爆发期，而高发光效率、高工作频率和高光束质量的VCSEL芯片的发展也引起了人们广泛的关注与重视。
然而，VCSEL的发光功率、激射波长、调频带宽等指标对器件架构，如材料的掺杂浓度、厚度和组分等极其敏感，这无疑增加了实验摸索的成本和周期，而仿真技术可以高效地评判VCSEL芯片架构设计的合理性，并助力制备出更高效的VCSEL芯片，如下图所示：

 图（a）展示了激射发光光谱图，仿真技术有助于优化有源区和谐振腔设计，输出相关目标波长；同时，帮助优化器件架构，抑制高阶模对激射发光光谱的影响；
 图（b）展示了驻波和折射率分布图，仿真技术可帮助分析驻波分布的合理性，以此实现对有源区和吸收层参数（位置、厚度和组分）的优化设计，减小吸收层的光吸收系数，并提高有源区模式增益，从而降低器件的阈值电流和提高激光功率；
 图（c）展示了远场分布图，仿真技术可预演VCSEL器件的远场分布，帮助分析VCSEL器件发光模式，针对性地对各外延层的位置、厚度和孔径进行优化设计，从而减小VCSEL器件的发散角，改善光束质量；
 图（d）展示了频率特性图，仿真技术有助于明细VCSEL器件工作机理，并理清影响工作频率的敏感参数，完善VCSEL器件的架构设计，以此提高VCSEL器件的工作截止频率。
随着市场对VCSEL的需要日益多样化，VCSEL激光器市场的空前发展，未来应用领域势必会受到更多的重视，因此为满足市场需求国内外各大企业均对其进行了深入研究，而仿真技术有助于各大企业抢占市场先机。

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