激光器诞生至今，已发展了六十余年，激光技术也在漫长的发展历程中建立诸多里程碑，而VCSEL无疑是最闪亮的新星之一。
VCSEL作为一种半导体激光器，形成激光发光需要完成能量激发和共振放大两个步骤。
谐振腔的谐振效应
首先要实现能量激发，通过外加能量(光能或电能)激发半导体的电子由价带跳到导带，当电子由导带跳回价带时，将能量以光能的形式释放出来。
然后在发光区（谐振腔）外加一对激光腔镜，使光束在左右两片镜片之间反复来回反射，不停地通过发光区吸收光能，最后产生谐振效应，使光的能量放大最终形成激光。
谐振腔的作用是选择频率一定，方向一致的光的最先放大，其他方向的光加以抑制，并逸出腔外，剩下的光则继续前进，在反射镜中不断往返产生振荡。
在谐振腔内，利用谐振效应，部分粒子的能量达到一定值时，便可形成激光。
谐振腔的谐振效应
激光二极管的电激发光
如砷化镓激光二极管(GaAs laser diode)，一般利用二极管内的金属电极，对着芯片施加电压，当芯片吸收电能产生能量激发，发出某一种波长(颜色)的光。
在两个反射镜中来回往返产生谐振效应，进行放大，形成激光。为了把激光引出腔外，右方的反射镜可以透射一部分的光，透射部分的光就可以成为可利用的激光。
激光二级管发射激光的原理
分布式布拉格(DBR)工作原理
这里我们来回顾一下小学上过的物理实验课光的反射折射与折射率。
筷子放在水中像折断一样是因为光的折射，折射率越大，偏折越厉害，原因是光在介质中的速度变慢了。介质的折射率大小，与光在介质中的速度成反比，光在介质中的速度(v)愈大，则介质的折射率(n)愈小；反之，则愈大。
光的折射
实验证实光在介质中的速度(v)依次为：v(气体)＞v(液体)＞v(单晶固体)＞v(非晶固体)。所以光在介质的折射率(n)依次为：n(气体)＜n(液体)＜n(单晶固体)＜n(非晶固体)。
在VCSEL的DBR中就沿着光前进的方向设计了不同折射率材料的膜层，膜层厚度是该材料四分之一发光波长厚度，形成折射率大、折射率小、折射率大、折射率小…的周期性结构，称为DBR光栅。反射率的大小取决于组成对数、边界条件以及折射率差。
布拉格反射镜的工作原理
光波在光栅中前进的时候，遇到折射率大的介质时，光的速度变慢；遇到折射率小的介质时，光的速度变快，光波在不同折射率之间的接口都会发生反射与折射，使不纯的入射光(波长范围较大)变成较纯的反射光或穿透光(波长范围较小)。
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