垂直腔面發射激光器(qì) （VCSEL） 是一種特定的微型化半導體(tǐ)激光二極管。諧振腔通(tōng)常由布拉格反射鏡（分布式布拉格反射器(qì)DBR）構成，激光束發射垂直于頂部的表面。本教程案例展示了如何設置複雜的 VCSEL 幾何形狀，以及如何用其特有(yǒu)的 3D 模式輪廓、共振波長和(hé)質量因子（Q 因子）高(gāo)效的計(jì)算(suàn)腔膜。該設置緊跟文獻中的案例（比恩斯特曼等人(rén)2001年發表的文章）。其結構形狀是旋轉對稱的，因此您可(kě)以在圓柱坐(zuò)标系統中使用共振模式求解器(qì)來(lái)計(jì)算(suàn)共振。
幾何體(tǐ)（由一個(gè)二維平面幾何形狀圍繞 y 軸旋轉以産生(shēng)三維器(qì)件幾何結構）和(hé)各種網格生(shēng)成參數(shù)在文件layout.jcm中定義。在此特定情況下，所有(yǒu)層（DBR、激發層、光圈層、腔層）都在絕對坐(zuò)标中定義為(wèi)多(duō)邊形，精度低(dī)于納米量級。
設置網格選項，以便獲得(de)相對較大(dà)的且不太精細離散化的計(jì)算(suàn)域。（在這種情況下，最薄的層隻有(yǒu) 的厚度，而設備的直徑是約 。在這種條件下，各向異性網格設置可(kě)以顯著降低(dī)計(jì)算(suàn)工作(zuò)量。
微小(xiǎo)特征尺寸（Tiny Feature Size）選項實際上(shàng)關閉了在所有(yǒu)層中比Tiny Feature Size=100單位長度小(xiǎo)的網格劃分。最小(xiǎo)網格角度（Minimum Mesh Angle）選項可(kě)以設置銳角三角形。删除內(nèi)約束選項（Remove Inner Constraints）可(kě)以引入亞網格，在垂直方向上(shàng)通(tōng)過放置幾個(gè)相同材料構成的薄層靠近彼此來(lái)實現(在本案例中是在中央空(kōng)腔區(qū)域完成的)。
下圖展示了上(shàng)面所描繪的幾何形狀（左邊上(shàng)圖DBR 是25組四分之一波層對，下面DBR 是30組四分之一波層對）和(hé)部分三角網格劃分（右圖，放大(dà)後是非常薄的激發層，可(kě)以看到具有(yǒu)尖銳三角形的各向異性網格）。
通(tōng)過計(jì)算(suàn)的3D解決方案，可(kě)以将計(jì)算(suàn)的場(chǎng)分布導出到2D截面進行(xíng)後處理(lǐ)。下圖展示了平行(xíng)于對稱軸且通(tōng)過腔體(tǐ)中心的截面，左圖顯示了光強分布，右圖是場(chǎng)矢量分量的實部( ):
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