台湾大学光电所暨电机系近期宣布，该系已与交通大学光电系成功开发出少数模态与单一模态高速垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)元件，在提升整体操作效率上，有重大突破进展。VCSEL可应用于大型数据中心、超级电脑内的连接，在数据分析需求不断攀升的带动下，预期VCSEL未来产值将超过十亿美元。

VCSEL已被纳入乙太网路标准规范(IEEE 802.3 bs)，是未来短距传输的主要光源，因其具有低功耗、高效率及高速等特性，将能显着带动网路产业的效率及功能。由两校所共同开发的元件，在与相关IC封装后，将可组成光收发器，进一步运用于数据中心的高速光纤传输网路。

VCSEL虽然非常的小，但它影响了资料交换中心的光纤速度。目前全世界在VCSEL直接调变传输位元，率先领先的研究团队有瑞典查尔摩斯工学院、美国伊利诺大学香槟校区，与加州大学圣塔芭芭拉分校。台湾大学光电所暨电机系所长林恭如表示，近期在台大与交大的合作努力下，台湾研究团队的进度已经迎头赶上，甚至在许多关键参数上有所超越。这些成果也将在2017年春季的美国光纤通讯会议(OFC)上进行发表。

近期VCSEL主要的技术突破在于藉由扩散技术，成功降低半导体电阻，解决面射型雷射在小氧化孔径面临的困境，以提高少数模态与单一模态VCSEL元件的整体操作效率。

该元件经由44Gbit/s的开关键调变(OOK)、50Gbit/s的4阶脉冲振幅调变(PAM4)，或高达92Gbit/s的正交振幅频率调变(QAM-OFDM)，直接对光载波携带通讯讯号进行调变，并在多模光纤中传输。而该VCSEL元件开发完成后，目前已由高雄应用科技大学电子系教授施天从的研发团队，负责封装成高速光传输器模组。

台湾大学光电所暨电机系教授吴肇欣表示，与目前商用化的VCSEL相比，本计画的开关键调变，藉由特殊最佳化的制程，无论是在频宽，还是讯号对杂讯的比例上，皆增加不少。

施天从表示，此VCSEL元件属于台湾的原创设计，从设计、晶圆制作、制程、封装皆是在台湾进行。虽然去年400Gbit/s的模组已经产生，不过其体积比较大，未来将进一步缩小到与现行100Gbit/s模组的体积一样大。

林恭如则补充，该元件现已能立即应用于数据中心传输器，作为主要载波光源。相信在转移至国内厂商后，将能显着提升台湾相关业者在全球市场上的竞争力。

vcsel 

VCSEL，全名为垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser），以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED（发光二极管）和LD(Laser Diode，激光二极管)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信、光互连、光存储等领域。VCSEL相比于传统的边发射激光器，具有不稳定的偏振模式输出，在注入电流由小持续增大或由大持续降低时，可以发生偏振转换，在改变某些其它参量时，也能发现偏振模式的转换，当这种转换呈现短时的跳变特性时，称为偏振开关。作为光开关的一种，偏振开关越来越受到人们的关注。

发展

VCSEL可以用来在光纤网络中高速传输数据。其相比传统电缆系统可以以更快的速度传输更大的数据量。美国伊利诺伊大学的一个研究小组在激光通讯技术上取得了重要进展，可以通过光纤系统高速而准确地传输数据，速度达到每秒40G，这是这一领域美国目前的最高速度纪录。由于其体积很小，这种VCSEL装置还拥有很高的能源效率——其相比传统的电线要节能100倍。但与此同时其传输数据的精确性也非常高，在长达1小时的运行过程中没有检测到任何错误。

应用及前景：

垂直腔面发射激光器（VCSEL）是一种垂直表面出光的新型激光器。与传统边发射激光器不同的结构带来了许多优势：小的发散角和圆形对称的远、近场分布使其与光纤的耦合效率大大提高，而不需要复杂昂贵的光束整形系统,现已证实与多模光纤的耦合效率竟能大于90％；光腔长度极短，导致其纵模间距拉大，可在较宽的温度范围内实现单纵模工作，动态调制频率高；腔体积减小使得其自发辐射因子较普通端面发射激光器高几个数量级，这导致许多物理特性大为改善；可以在片测试，极大地降低了开发成本；出光方向垂直衬底，可以很容易地实现高密度二维面阵的集成，实现更高功率输出，并且因为在垂直于衬底的方向上可并行排列着多个激光器，所以非常适合应用在并行光传输以及并行光互连等领域，它以空前的速度成功地应用于单通道和并行光互联，以它很高的性能价格比，在宽带以太网、高速数据通信网中得到了大量的应用；最吸引人的是它的制造工艺与发光二极管(LED)兼容，大规模制造的成本很低。

在光纤通信方面，目前VCSEL市场空前发展，并在北美替代高价位的LD用于千兆、万兆以太数据通信网的建设，导致了高速VCSEL收发模块需求爆炸性地增长。虽然目前通信市场萎缩，但据美国E1ectroniCast公司最近预测，全球用于光通信的VCSEL激光收发机的需求量在未来5年内仍将以每年35％的速率递增，到2006年将达到20亿美元。未来的中国将是最大的数据通信网市场，利用VCSEL／Pin阵列实现10 Gbit／s乃至40 Gbit／s的甚短距离(VSR)并行光互联及大容量交换设备和传输设备间高密度的背板连接，将会大大促进国内数据通信网和通信设备的发展。

VCSEL在其他方面也有不错的应用前景。在光打印方面，激光打印机中的多边镜等光扫描技术的电子化是多年未能解决的课题，随着技术的发展，已逐步得到改善。如果采用LED阵列，电能消耗是个瓶颈，而导入VCSEL阵列则可以解决这个问题。采用数千个VCSEL构成的阵列形式的多光束将可能成为取代多边镜扫描的最好方式。相比过去的单个激光管，VCSEL的阵列集成结构可以同时进行多行的扫描。这可以大大提高激光打印机的扫描速度并相应延长其使用寿命。在光显示方面，通常的显示器都是利用红、绿、蓝三元色发光管构成的，如果能够制成具有红、绿、蓝三元色的激光器，则可以应用在大型显示器的技术领域中。目前，波长范围从蓝色覆盖到紫外波段的GaN系列激光器正处在研究阶段。这个系列的VCSEL是解决未来图像显示的有力技术。在照明方面，VCSEL的电光转换效率达到50％以上，远远高于目前的照明光源，如果它的波长能从紫外波段覆盖到可见光区，可以期待它在照明领域里面也能有着广泛的应用前景，实现白光照明。例如，可调节光线强度的室内照明，笔记本电脑的背景灯，交通指示灯以及户外照明灯等许多方面。另外在气体检测、高密度光存储方面也有希望得到应用。

台湾大学 

台湾大学（National Taiwan University），简称台大（NTU），成立于1928年，是坐落于台湾省台北市的一所研究型公立综合大学，素有“台湾第一学府”之称。其前身是日本统治时期所建立的“台北帝国大学”，为当时日本建立的九所帝国大学之一。1945年，台湾光复后，改名为“国立台湾大学”。1949年，蒋介石政府迁往台湾后，台大取代了当时尚未在台复校的中央大学，成为了台湾地区教育主管部门资助经费最多的一所大学。

台湾大学自改制起即以傅斯年校长为代表的自由主义学风著称，其教授、学生与校友皆对当代台湾历史的发展有着莫大影响，校园亦为多次民主运动、学生运动的策源地。其大批毕业生担任了台湾各大行业的领军人物，其中就包括知名校友诺贝尔奖得主李远哲。

台湾大学是台湾“迈向顶尖大学计划”的12所成员校之一，在2016年英国QS大学排名中位居全球第68位，亚洲第21位，台湾第1位；被艾瑞深中国校友会网2016台湾最佳大学排行评为7星级世界知名高水平大学，排名全台第1，是一所在国际上享有较高学术声誉的大学。

截至2013年12月，台湾大学校区分布于台北、宜兰、新竹、云林以及中部高山地区，校地面积约3万4千公顷，占台湾总面积的百分之一；目前已有11个学院，以及3个专业学院，共约54学系、109研究所，另设有30余个各学术领域之国家级或校级研究中心，是台湾规模最大的顶尖综合性大学；学生总人数达33000多人，其中大学部近18000人，研究生15000余人，专任教师2044人，兼任教师1911人。