台灣大學光電所暨電機系近期宣布，該系已與交通大學光電系成功開發出少數模態與單一模態高速垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)元件，在提升整體操作效率上，有重大突破進展。VCSEL可應用於大型數據中心、超級電腦內的連接，在數據分析需求不斷攀升的帶動下，預期VCSEL未來產值將超過十億美元。
VCSEL已被納入乙太網路標準規範(IEEE 802.3 bs)，是未來短距傳輸的主要光源，因其具有低功耗、高效率及高速等特性，將能顯著帶動網路產業的效率及功能。由兩校所共同開發的元件，在與相關IC封裝後，將可組成光收發器，進一步運用於數據中心的高速光纖傳輸網路。
VCSEL雖然非常的小，但它影響了資料交換中心的光纖速度。目前全世界在VCSEL直接調變傳輸位元，率先領先的研究團隊有瑞典查爾摩斯工學院、美國伊利諾大學香檳校區，與加州大學聖塔芭芭拉分校。台灣大學光電所暨電機系所長林恭如表示，近期在台大與交大的合作努力下，台灣研究團隊的進度已經迎頭趕上，甚至在許多關鍵參數上有所超越。這些成果也將在2017年春季的美國光纖通訊會議(OFC)上進行發表。
近期VCSEL主要的技術突破在於藉由擴散技術，成功降低半導體電阻，解決面射型雷射在小氧化孔徑面臨的困境，以提高少數模態與單一模態VCSEL元件的整體操作效率。
該元件經由44Gbit/s的開關鍵調變(OOK)、50Gbit/s的4階脈衝振幅調變(PAM4)，或高達92Gbit/s的正交振幅頻率調變(QAM-OFDM)，直接對光載波攜帶通訊訊號進行調變，並在多模光纖中傳輸。而該VCSEL元件開發完成後，目前已由高雄應用科技大學電子系教授施天從的研發團隊，負責封裝成高速光傳輸器模組。
台灣大學光電所暨電機系教授吳肇欣表示，與目前商用化的VCSEL相比，本計畫的開關鍵調變，藉由特殊最佳化的製程，無論是在頻寬，還是訊號對雜訊的比例上，皆增加不少。
施天從表示，此VCSEL元件屬於台灣的原創設計，從設計、晶圓製作、製程、封裝皆是在台灣進行。雖然去年400Gbit/s的模組已經產生，不過其體積比較大，未來將進一步縮小到與現行100Gbit/s模組的體積一樣大。
林恭如則補充，該元件現已能立即應用於數據中心傳輸器，作為主要載波光源。相信在轉移至國內廠商後，將能顯著提升台灣相關業者在全球市場上的競爭力。
