什么是vcsel?
vcsel(vertical-cavity surface-emitting laser),即垂直腔面发射激光器,是集高输出功率和高转换效率和高质量光束等优点于一身,相比于led 和边发射激光器eel,在精确度、小型化、低功耗、可靠性等角度全方面占优。
vcsel的结构与原理
vcsel 器件有两种基本结构,一种是顶发射结构:采用mocvd 技术在n 型gaas 衬底上生长而成,以dbr 作为激光腔镜,量子阱有源区夹在n-dbr 和p-dbr 之间。另一种是底发射结构,一般用于产生976-1064nm 波段,通常将衬底减薄到150μm 以下以减少衬底吸收损耗,再生长一层增透膜以提高激光光束质量,最后将增益芯片安装在热沉上。
vcsel和其它半导体激光器性能对比:
有源层体积极小,从而可以获得极低的工作阈值;
波长和阈值对温度变化相对不太敏感;
腔长量级与波长相近,可实现单纵模出射;
可得到较大的驰豫振荡频率,从而实现较高的调制频率;
出射圆形光斑,易于与光纤耦合;
封装简易,且可以形成二维激光阵列;
预期工作寿命达 10 万小时及以上
vcsel器件的应用领域及市场规模:
消费电子3d成像:vcsel是消费电子视觉成像、三础元器件。例如使用集成vcsel的泛光照明器和红外点阵投影器进行3d人脸识别;利用集成vcsel的飞行时间(tof)测距传感器检测人脸与手机屏幕的距离。
物联网:vcsel是物联网的重要传感器件,预计2025年,将有数十亿设备接入物联网。
数据中心/云计算:过去10年间,商业化大量生产的850nm vcsel光连线方案,数据传输率已经提高到每通道25gbit/s,采用vcsel阵列的平行光纤发射器产品更超过100gbit/s。大力推进了vcsel用于数据中心与云计算的短距离的数据传输市场。预计2020年,vcsel数据通讯的市场规模将达到100亿美元。
自动驾驶:vcsel应用于自动驾驶中的车身通讯、驾驶员防疲劳驾驶传感器等,预计到2030年,激光雷达的使用数量将超过3亿枚。
pl系列窄脉冲电流源是普赛斯仪表针对大功率激光器(vcsel激光器、大功率led、激光器阵列)liv测试而研制的,具有输出电流脉冲窄、输出脉冲电流大、支持脉冲光功率检测等功能。输出脉冲宽度最小可至100ns,输出脉冲电流30a。