VCSEL是一種半導(dǎo)體激光二極管，VCSEL是從頂部表面垂直發(fā)射高功率光學(xué)激光束，具有體積小、圓形輸出光斑、閾值電流小等優(yōu)點。為增進(jìn)大家對VCSEL的認(rèn)識，本文將對VCSEL的制造工藝、VCSEL的測試方式及應(yīng)用予以介紹。如果你對VCSEL具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、VCSEL的制造工藝

1、外延生長VCSEL的制造旅程始于外延生長，這一步驟通常采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）或分子束外延（MBE）技術(shù)。在襯底上，工匠們精心生長出多層材料，其中包括構(gòu)成有源區(qū)的關(guān)鍵組件，以及為激光提供反饋的DBR反射鏡。這個環(huán)節(jié)要求精確控制材料的厚度和成分，以確保反射鏡的高反射率及有源區(qū)的高效率。

2、氧化工藝接下來是氧化工藝，它在DBR反射鏡上形成關(guān)鍵的氧化孔徑。此過程通常在高溫環(huán)境下進(jìn)行，通過精細(xì)調(diào)控氧化時間和氧氣濃度，工匠們能夠塑造出所需尺寸的孔徑。

3、電極制作在芯片表面，通過光刻、金屬沉積和刻蝕等步驟，制作出P型和N型電極。這些電極將用于注入電流，激發(fā)激光的產(chǎn)生。

4、封裝工藝最后是封裝工藝，它包括Die Bonding、Wire Bonding、回流焊等步驟。VCSEL芯片通常被安裝在陶瓷或金屬基座上，并通過金絲或鋁絲進(jìn)行電連接。封裝完成后，VCSEL還需要經(jīng)過密封處理，以確保其長期使用的可靠性和壽命。

二、VCSEL的測試方法

1、光譜測試通過光譜分析儀，我們可以詳細(xì)了解VCSEL的光譜特性，如中心波長、譜寬以及邊模抑制比（SMSR）等關(guān)鍵參數(shù)。這些數(shù)據(jù)對于評估VCSEL的整體性能至關(guān)重要。

2、光功率測試使用光功率計來測量VCSEL在不同注入電流下的輸出光功率，從而得到功率-電流（L-I）曲線。這條曲線能夠揭示VCSEL的閾值電流、效率以及功率輸出能力。

3、光束質(zhì)量測試通過光斑儀，我們可以評估VCSEL的光束質(zhì)量，包括光束發(fā)散角、光斑形狀和光束對稱性等參數(shù)。一個高質(zhì)量的VCSEL應(yīng)展現(xiàn)出低發(fā)散角和對稱的光束特性。

4、電特性測試電參數(shù)分析儀將用于測試VCSEL的電特性，如電壓-電流（V-I）特性和電阻等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)有助于評估VCSEL的導(dǎo)電性能和熱穩(wěn)定性。

5、可靠性測試為了確保VCSEL在實際工作環(huán)境中的長期穩(wěn)定性，還需要進(jìn)行一系列的可靠性測試，如溫度循環(huán)、高溫高濕以及熱沖擊等環(huán)境試驗。這些測試將模擬實際工作環(huán)境中的極端條件，從而全面評估VCSEL的可靠性和壽命。

三、VCSEL應(yīng)用范圍

VCSEL并非新興科學(xué)產(chǎn)物，去年蘋果iphone X對人臉識別的開啟，首次將VCSEL應(yīng)用于手機(jī)上并展示了它強(qiáng)大的性能，這才另它進(jìn)入了大眾的視線。

VCSEL芯片不光應(yīng)用于人臉識別，還廣泛應(yīng)用于測距、激光雷達(dá)、3D感知等諸多領(lǐng)域。

VCSEL芯片進(jìn)行封裝后可生產(chǎn)VCSEL激光二極管，比起其他發(fā)光二極管，VCSEL激光二極管效率更高、功耗更低、晶片尺寸小易于準(zhǔn)直而且操作簡單；可應(yīng)用于3D傳感器、智能駕駛、視頻監(jiān)控、激光雷達(dá)、機(jī)器視覺、姿勢識別、激光醫(yī)療和軍事運(yùn)用。

去年蘋果公司發(fā)布iPhone 8、iPhone X采用了VCSEL技術(shù)實現(xiàn)了FaceID，這也是VCSEL的一個典型應(yīng)用——人臉識別。VCSEL產(chǎn)品進(jìn)入蘋果產(chǎn)業(yè)鏈，引起了廣泛關(guān)注，不僅是產(chǎn)業(yè)公司業(yè)務(wù)的重大突破，更是以VCSEL技術(shù)為代表的半導(dǎo)體激光技術(shù)在消費領(lǐng)域的重大突破，光器件從工業(yè)領(lǐng)域走向消費領(lǐng)域。用戶終端面板化持續(xù)推進(jìn)，如手機(jī)全面屏，智能觸屏穿戴設(shè)備，電視機(jī)等，VCSEL芯片RGB色彩飽和高和像素點小的特點，可以生產(chǎn)高色彩飽和高分辨率的集成激光顯示，且兼?zhèn)浔匾?D掃描技術(shù)，如屏下指紋解鎖等。

VCSEL激光芯片的全球需求飛漲，蘋果公司更是高價預(yù)定了超過80%的全球產(chǎn)量，國內(nèi)消費電子產(chǎn)品制造商面臨“芯”荒，新亮光子最新研發(fā)和試生產(chǎn)的6寸940nm VCSEL激光芯片也正好迎合了高漲的需求，為客戶提供高品質(zhì)、價格低廉的VCSEL芯片。

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