VCSEL与其他激光器一样,包含一个腔,在腔中产生并发射光以产生受激发射。 超透镜也可产生相似的效果,但机制不同。在CRHEA小组的工作中,金属材料是由砷化镓(GaAs)半导体膜制成的,该膜上刻有纳米尺寸的圆柱。这些“纳米柱”之间的距离比设计成形状的光的波长短,并且它们的作用就像光学天线一样,在穿过它们的光线中引入空间变化的相位延迟,并根据需要模制光束轮廓。结果是可以通过改变纳米天线之间的大小,直径和间距,针对特定波长的光调整超表面。

  为了使激光准直,Genevet和他的同事使用了金属化设计,其中包含不同形状和尺寸的天线。这些天线使相位延迟沿透镜径向分布,从而使光线越来越远离中心折射,从而使入射光的波阵面成形并聚焦。Genevet说:“我们使用的方法本质上是非侵入性的,可以直接在芯片尺寸上进行光学透镜的单片集成。”

  研究人员于Nature Nanotechnology发表的论文介绍到,实验以“反向发射”配置制造了VCSEL。研究人员通过将激光器的底部(基板)表面雕刻到激光器中,将超表面直接集成到激光器中。他们称其为超表面集成(MS)VSCEL的结果意味着,金属镜仅用作无源光束整形元件,因此不会以任何方式改变激光器的性能或损害其性能。