技术

仟目通过自身的技术积累可以根据客户的需要定制不同的光功率,以及客户对阵列图案的要求。同时提供特定封装形式来满足不同客户需求。

VCSEL的设计

摘要:VCSEL为多种产品提供了一种密集、高效的光源解决方案。
        VCSEL为多种产品提供了一种密集、高效的光源解决方案。VCSEL是一个单独的半导体芯片,其可以直接贴在电路板上或者与其他组件相互集成出垂直解决方案(如光电探测二极管、驱动器、及信号控制器)。
 
        仟目激光的单模或多模VCSEL目前均已量产. 单模VCSEL的发射功率小,因此通常用于传感应用。多模VCSEL有多种应用场景,包括数据存储(速率高达50gbps),编码器和3D成像等精密传感。
 
        除了VCSEL以外还有两种常见的光源,分别是发光二极管(LED)和边发射激光器(EEL).不难发现,LED将光发散到一个相对大的视场角和波长区间. 即便利用了光学器件如灯杯和透镜等将光束聚合,LED的功耗也远大于激光.。
 
        在许多应用都需要利用激光的相干性和波长的稳定性,例如:高端编码器需要一个相干光源通过衍射光栅创建干涉图样。相似的还有利用自混合干涉技术来进行目标识别以及运动捕捉的应用,这些需要具有非常稳定的波长的输出来精确测量多普勒偏移, 这些应用均是LED所无法实现的。
 
        多个VCSEL发光点阵可通过改变阵列大小来进行扩展,并通过定制化来满足不同应用所需要的光功率。 当然,如果有更高的最大输出功率,对应传感应用的范围也会更大。更高的输出功率也保证了更好的信噪比,从而进一步提升了感应精度。 此外,VCSEL的温飘也较小,即随温度变化,VCSEL的波长变化也较低。这使得在VCSEL的封装中不需要使温控装置,降低封装成本。
 
        与边发射激光器相比,VCSEL在传感应用中是一种综合性价比更高的光源。 为了克服边发射激光器发的光束为椭圆的特性,其需要搭配更复杂的光学元件来聚焦和对光线塑形。 相比于边发射器,VCSEL基于阵列排布的而固有的特性使得其更加可靠,同时仅需更低的工作电压。
比如:一个VCSEL芯片中可以发出520个以阵列形式排布的光束,如果其中一个为坏点,仍有519个可以工作。相比之下,边发射激光器只能线性排布,很容易出现整个系统的失效。
 
        同时因为边激光发射器的光从侧边发出,在晶圆上未生产结束时,边激光发射器也不能进行测试,这势必导致产量降低以及增加成本。 VCSEL因为其垂直于晶圆面发光,其可以在生产的各个阶段进行测试,从而最大程度的提高成品率和可靠性。