②垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）

従来のダイオードレーザーはpn接合面と平行方向に光を共振させ，その方向に光を出射する。しかし，VCSELはこの定義からはずれ，半導体基板に垂直に光射出する。すなわち，従来のレーザーは面内発光し，VCSELは面発光する。VCSELの利点は以下の通りである。

大量生産への適性：端面発光レーザーは，個別の素子に切り出すまで，初期不良の判定ができない。しかし，VCSELでは光出射が基板表面なので，基板を分割せずに品質チェックが可能で，品質管理，生産効率の面で優れている。さらには設計上の問題点の特定も容易である。

二次元配列性：面発光レーザーの垂直特性を活かし，化合物半導体ウエハに複数のレーザーを集積することができる。ウエハは基板上に配置された個々のICの集合体である。ウエハは，半導体材料を溶かし込んだインゴットから切り出され，研磨される。次の工程では，フォトマスクの回路パターンをウエハに転写してゆく工程を繰り返し，ウエハ上に複数層の回路パターンを生成する。

ウエハ表面に塗布される銅などの導電体の電気メッキにより，回路間の接続が確保される。プローブ試験によって，ウエハレベルで良品・不良品の選別が行われ，不良品のダイは破棄される。ガリウムヒ素など一般的な化合物半導体ウエハのサイズは3インチと言われている。ウエハのパターニングはすなわち，回路をウエハ表面に水平に作り込んでゆく工程である。面発光レーザーは二次元的に配列が可能であり，回路の高密度化がより容易となっている。

VCSELは光ファイバー通信など，高い正確性，精密性を必要とするアプリケーションで採用されることが多い。

VCSELは量子井戸と分布帰還型レーザーの原理を組み合わせている。垂直共振型面発光の場合，従来の面内発光と比較すると，活性層が非常に薄く，光閉じ込め係数が低いという特性がある。このため，VSCELの反射鏡には99％以上の高反射率が必要になる。高屈折率，低屈折率の材料を波長の4分1の光学的厚さに多層積層するブラッグ反射鏡がこれに用いられる。

VCSELでは，n型素材，p型素材と反射鏡が近接しているため，反射鏡がダイオード化してしまう。これを避けるため，設計上の配慮が必要となる。

その一方で構造が微小であることは，しきい値電流が低いということでもあり，従来のレーザーよりもエネルギー効率が高くなる。

VCSELの考案は30年以上前に行われ，以来，垂直発光と低消費電力の利点を活かす多様なハイブリッドレーザーが生み出されてきた。VCSELの効率性，機能特性を決定づける上で反射鏡は重要な意味を持つ。MEMS技術により，ファブリケーション後に調整可能となる反射鏡の開発が進行している。