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什么是VCSEL?VCSEL的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用介紹
閱讀：1953 發(fā)布時(shí)間：2021-6-23
VCSEL(Vertical-cavitysurface-emittinglaser)，即垂直腔面發(fā)射激光器，是集高輸出功率和高轉(zhuǎn)換效率和高質(zhì)量光束等優(yōu)點(diǎn)于一身，相比于LED和邊發(fā)射激光器EEL，在精確度、小型化、低功耗、可靠性等角度全方面占優(yōu)。
VCSEL的結(jié)構(gòu)與原理
VCSEL器件有兩種基本結(jié)構(gòu)，一種是頂發(fā)射結(jié)構(gòu)：采用MOCVD技術(shù)在n型GaAs襯底上生長(zhǎng)而成，以DBR作為激光腔鏡，量子阱有源區(qū)夾在n-DBR和p-DBR之間。另一種是底發(fā)射結(jié)構(gòu)，一般用于產(chǎn)生976-1064nm波段，通常將襯底減薄到150μm以下以減少襯底吸收損耗，再生長(zhǎng)一層增透膜以提高激光光束，最后將增益芯片安裝在熱沉上。
VCSEL有哪些優(yōu)點(diǎn)？
VCSEL結(jié)構(gòu)*，具有許多優(yōu)異的特性，如：
(1)體積小；
(2)閾值電流低，功耗低；
(3)調(diào)制帶寬高；
(4)圓形光束，易與光纖耦合；
(5)在片測(cè)試，降低測(cè)試成本；
(6)二維陣列排列；
(7)成本低，等等。
VCSEL有哪些應(yīng)用？
VCSEL應(yīng)用非常廣泛，如：
(1)數(shù)據(jù)通訊；
(2)光傳感；
(3)面部識(shí)別；
(4)激光打??；
(5)激光顯示；
(6)激光照明；
(7)汽車電子；
(8)激光加工；
(9)消費(fèi)電子；
(10)原子傳感；
(11)激光雷達(dá)等。
PL系列窄脈沖電流源是普賽斯儀表針對(duì)大功率激光器(VCSEL激光器、大功率LED、激光器陣列)LIV測(cè)試而研制的，具有輸出電流脈沖窄、輸出脈沖電流大、支持脈沖光功率檢測(cè)等功能。輸出脈沖寬度最小可至100nS，輸出最大脈沖電流30A。
VCSEL和其它半導(dǎo)體激光器性能對(duì)比
有源層體積極小，從而可以獲得極低的工作閾值；
波長(zhǎng)和閾值對(duì)溫度變化相對(duì)不太敏感；
腔長(zhǎng)量級(jí)與波長(zhǎng)相近，可實(shí)現(xiàn)單縱模出射；
可得到較大的馳豫振蕩頻率，從而實(shí)現(xiàn)較高的調(diào)制頻率；
出射圓形光斑，易于與光纖耦合；
封裝簡(jiǎn)易，且可以形成二維激光陣列；
預(yù)期工作壽命達(dá)10萬小時(shí)及以上
VCSEL器件的主要應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)規(guī)模
消費(fèi)電子3D成像：VCSEL是消費(fèi)電子視覺成像、三礎(chǔ)元器件。例如使用集成VCSEL的泛光照明器和紅外點(diǎn)陣投影器進(jìn)行3D人臉識(shí)別；利用集成VCSEL的飛行時(shí)間(ToF)測(cè)距傳感器檢測(cè)人臉與手機(jī)屏幕的距離。
物聯(lián)網(wǎng)：VCSEL是物聯(lián)網(wǎng)的重要傳感器件，預(yù)計(jì)2025年，全球?qū)⒂袛?shù)十億設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)。
數(shù)據(jù)中心/云計(jì)算：過去10年間，商業(yè)化大量生產(chǎn)的850nmVCSEL光連線方案，數(shù)據(jù)傳輸率已經(jīng)提高到每通道25Gbit/s，采用VCSEL陣列的平行光纖發(fā)射器產(chǎn)品更超過100Gbit/s。大力推進(jìn)了VCSEL用于數(shù)據(jù)中心與云計(jì)算的短距離的數(shù)據(jù)傳輸市場(chǎng)。預(yù)計(jì)2020年，全球VCSEL數(shù)據(jù)通訊的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100億美元。
自動(dòng)駕駛：VCSEL應(yīng)用于自動(dòng)駕駛中的車身通訊、駕駛員防疲勞駕駛傳感器等，預(yù)計(jì)到2030年，激光雷達(dá)的使用數(shù)量將超過3億枚。