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什么是VCSEL?VCSEL的優點和應用介紹
閱讀：1981 發布時間：2021-6-23
VCSEL(Vertical-cavitysurface-emittinglaser)，即垂直腔面發射激光器，是集高輸出功率和高轉換效率和高質量光束等優點于一身，相比于LED和邊發射激光器EEL，在精確度、小型化、低功耗、可靠性等角度全方面占優。
VCSEL的結構與原理
VCSEL器件有兩種基本結構，一種是頂發射結構：采用MOCVD技術在n型GaAs襯底上生長而成，以DBR作為激光腔鏡，量子阱有源區夾在n-DBR和p-DBR之間。另一種是底發射結構，一般用于產生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有哪些優點？
VCSEL結構*，具有許多優異的特性，如：
(1)體積小；
(2)閾值電流低，功耗低；
(3)調制帶寬高；
(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)數據通訊；
(2)光傳感；
(3)面部識別；
(4)激光打印；
(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，可實現單縱模出射；
可得到較大的馳豫振蕩頻率，從而實現較高的調制頻率；
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。
物聯網：VCSEL是物聯網的重要傳感器件，預計2025年，全球將有數十億設備接入物聯網。
數據中心/云計算：過去10年間，商業化大量生產的850nmVCSEL光連線方案，數據傳輸率已經提高到每通道25Gbit/s，采用VCSEL陣列的平行光纖發射器產品更超過100Gbit/s。大力推進了VCSEL用于數據中心與云計算的短距離的數據傳輸市場。預計2020年，全球VCSEL數據通訊的市場規模將達到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，激光雷達的使用數量將超過3億枚。