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VCSEL(垂直腔面發射激光器) 歷史版本
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VCSEL,即垂直腔面發射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser),是一種新型結構的半半導體激光器。
中文全稱
垂直腔面發射激光器
英文全稱
Vertical Cavity Surface Emitting Laser
簡稱
VCSEL

VCSEL指從垂直于襯底面射出激光的一種新型結構的半半導體激光器,以砷化鎵半導體材料為基礎研制。


VCSEL主要有三種結構: 45°鏡面型、光柵耦合性、垂直腔型。

VCSEL主要結構分兩部分:中心是有源區,包括體異質結和量子阱兩種結構;其側向結構可分為增益導引和環行掩埋異質結構兩種。


VCSEL的制作過程:VCSEL的各個半導體層是采用分子束外延(MBE)或金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方法在GaAs襯底上外延生長而形成的,大約需要100多層,每層的厚度只有幾納米,在外延生長過程中要確保整個外延層的均勻性。


VCSEL特點:與傳統發射激光器相比優點——

·具有較小的原場發散角,發射光束窄且圓,易與光纖進行耦合;

·閾值電流低;

·調制頻率高;

·在很寬的溫度和電流范圍內均以單縱橫模工作;

·不必解理,即可完成工藝制作和檢測,成本低;

·易于實現大規模陣列及光電集成。


VCSEL應用領域: VCSEL從誕生起就作為新一代光存儲和光通信應用的核心器件,應用在光并行處理、光識別、光互聯系統、光存儲等領域。隨著工藝、材料技術改進,VCSEL器件在功耗、制造成本、集成、散熱等領域的優勢開始顯現,逐漸應用于工業加熱、環境監測、醫療設備等商業級應用以及3D感知等消費級應用。未來,隨著智能化信息世界的不斷發展,VCSEL將廣泛應用在消費電子3D成像、物聯網、數據中心/云計算、自動駕駛等領域。其中,VCSEL在消費電子領域發揮越來越重要的作用,VCSEL可用來進行智能手機人臉識別、無人機避障、VR/AR、掃地機器人、家用攝像頭等。

(1)消費電子3D成像:VCSEL是消費電子視覺成像、三維感應的基礎元器件,預計2020年,僅智能手機為VCSEL市場貢獻超過20億美元的收入。

(2)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,全球物聯網市場有望超過30萬億美元。

(3)數據中心/云計算:VCSEL用于數據中心,預計2020年,全球VCSEL數據通訊的市場規模將達到100億美元。

(4)自動駕駛:VCSEL應用于自動駕駛中的車身通訊、傳感器等,預計到2030年,激光雷達的使用數量將超過3億枚。


VCSEL廠商情況:VCSEL國外廠商主要有BroadcomLumentumFinisarII-VIPhilips PhotonicsamsOsram等,國內主要有江蘇華芯、武漢光迅科技,其他還有山東太平洋、深圳源國、國星光電、華工科技、三安光電、乾照光電、華燦光電以及睿熙科技等公司。可以看出,基本上都是來自于光通信芯片的龍頭企業。

關鍵詞:半導體激光器3D成像

參考信息

https://wenku.baidu.com/view/6602cd1cc281e53a5802ff50.html

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最近更新:2019-05-29 16:28:39

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