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什么是VCSEL?VCSEL的優(yōu)點和應用介紹
閱讀：1829 發(fā)布時間：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)構與原理
VCSEL器件有兩種基本結(jié)構,，一種是頂發(fā)射結(jié)構：采用MOCVD技術在n型GaAs襯底上生長而成，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，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,？
VCSEL結(jié)構*，具有許多優(yōu)異的特性,，如：
(1)體積?。?br />
(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)在片測試，降低測試成本,；
(6)二維陣列排列,；
(7)成本低，等等,。
VCSEL有哪些應用,？
VCSEL應用非常廣泛，如：
(1)數(shù)據(jù)通訊,；
(2)光傳感,；
(3)面部識別；
(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)消費電子,；
(10)原子傳感,；
(11)激光雷達等,。
PL系列窄脈沖電流源是普賽斯儀表針對大功率激光器(VCSEL激光器、大功率LED,、激光器陣列)LIV測試而研制的,，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和其它半導體激光器性能對比
有源層體積極小,，從而可以獲得極低的工作閾值；
波長和閾值對溫度變化相對不太敏感,；
腔長量級與波長相近,，可實現(xiàn)單縱模出射；
可得到較大的馳豫振蕩頻率,，從而實現(xiàn)較高的調(diào)制頻率,；
出射圓形光斑，易于與光纖耦合,；
封裝簡易,，且可以形成二維激光陣列；
預期工作壽命達10萬小時及以上
VCSEL器件的主要應用領域及市場規(guī)模
消費電子3D成像：VCSEL是消費電子視覺成像,、三礎元器件,。例如使用集成VCSEL的泛光照明器和紅外點陣投影器進行3D人臉識別；利用集成VCSEL的飛行時間(ToF)測距傳感器檢測人臉與手機屏幕的距離,。
物聯(lián)網(wǎng)：VCSEL是物聯(lián)網(wǎng)的重要傳感器件,，預計2025年，全球?qū)⒂袛?shù)十億設備接入物聯(lián)網(wǎng),。
數(shù)據(jù)中心/云計算：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,。大力推進了VCSEL用于數(shù)據(jù)中心與云計算的短距離的數(shù)據(jù)傳輸市場。預計2020年,，全球VCSEL數(shù)據(jù)通訊的市場規(guī)模將達到100億美元,。
自動駕駛：VCSEL應用于自動駕駛中的車身通訊、駕駛員防疲勞駕駛傳感器等,，預計到2030年,，激光雷達的使用數(shù)量將超過3億枚。