據(jù)麥姆斯咨詢介紹，如今移動設(shè)備（包括智能手機(jī)、平板電腦和可穿戴設(shè)備）中許多關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步與光的應(yīng)用息息相關(guān)，如可見光（如顯示器照明或閃光燈應(yīng)用）和不可見的紅外光（如手勢識別、虹膜掃描或人臉識別）。位于德國雷根斯堡（Regensburg）的光電子元件制造商歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司（Osram Opto Semiconductors GmbH，以下簡稱“歐司朗”）表示，垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical Cavity Surface EmitTIng Laser，VCSEL）技術(shù)在這一潮流中發(fā)揮著重要作用。

生物識別技術(shù)利用人體特征，如虹膜的特定結(jié)構(gòu)、人臉或指紋特征等，然后通過傳感器識別這些特征，并將其與存儲的生物統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。據(jù)Yole在11月發(fā)布的《消費(fèi)類生物識別市場和技術(shù)趨勢-2018版》 中談到，五年前蘋果（Apple）公司為iPhone 5s集成了“Touch ID”電容式指紋識別技術(shù)，掀起了消費(fèi)類生物識別技術(shù)的“第一波”浪潮；2017年9月，依然是蘋果推出了iPhone X，開啟了“第二波”浪潮——3D人臉識別。這波浪潮由3D傳感技術(shù)引領(lǐng)，目前正在進(jìn)行當(dāng)中，并有望驅(qū)動生物識別市場在2022年之前達(dá)到170億美元。

為了使生物識別技術(shù)在移動設(shè)備中可靠工作，還額外需要紅外光來照亮目標(biāo)區(qū)域。目前該技術(shù)已被應(yīng)用于門禁系統(tǒng)，大多數(shù)國家更是將其用于移民工作中。但隨著紅外LED技術(shù)對器件小型化的推動，越來越受到移動和消費(fèi)類設(shè)備的青睞。歐司朗表示，公司也正積極研發(fā)VCSEL技術(shù)，以致力于填補(bǔ)解決方案組合的空缺，使這些應(yīng)用能夠在更廣闊的市場中得以應(yīng)用。

VCSEL技術(shù)開辟新應(yīng)用領(lǐng)域

以前，VCSEL技術(shù)主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信，但近幾年被挖掘出了大量可應(yīng)用的領(lǐng)域。由于在VCSEL技術(shù)中，光束是從半導(dǎo)體芯片表面垂直發(fā)射出（與邊發(fā)射激光二極管從芯片邊緣發(fā)射不同），因此VCSEL比邊發(fā)射激光器（EEL）的生產(chǎn)成本更低、光束質(zhì)量更好，并且輸出功率相對較低。作為可采用表面組裝（SMT）的元件，VCSEL結(jié)合了LED和激光器的特性。該技術(shù)同時還可用于VCSEL陣列（由數(shù)百甚至數(shù)千顆VCSEL組成）。例如，一顆芯片上有500個1mm x 1mm孔徑。

歐司朗表示，VCSEL技術(shù)是智能手機(jī)、無人機(jī)、增強(qiáng)現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實（AR/VR）設(shè)備等應(yīng)用的理想選擇，其中高速調(diào)制技術(shù)對這些應(yīng)用來說更是優(yōu)勢之一。3D傳感應(yīng)用，如人臉識別（尤其是消費(fèi)類設(shè)備）被視為主要的市場驅(qū)動因素。據(jù)Yole在最新發(fā)布的報告《紅外LED和激光二極管：技術(shù)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)趨勢》中透露紅外光源市場預(yù)計在2018年將達(dá)到18億美元，而2023年將達(dá)到65億美元，復(fù)合年增長率為29%。

目前用于智能手機(jī)3D傳感的解決方案包括結(jié)構(gòu)光法和飛行時間（ToF）法。iPhone X就使用了結(jié)構(gòu)光，其點(diǎn)陣投影器在人臉上投射數(shù)萬個紅外（IR）光的光點(diǎn)。紅外攝像頭再接收從臉部反射回來的紅外光線，以創(chuàng)建3D人臉模型。

其他應(yīng)用包括攝像頭（尤其是智能手機(jī)的攝像頭）中的自動對焦和微距功能。3D傳感還與AR/VR相結(jié)合，用于智能眼鏡或未來的智能手機(jī)和其他移動設(shè)備，包括無人機(jī)等。

歐司朗認(rèn)為，由于VCSEL技術(shù)的諸多優(yōu)勢，如芯片面積非常小、成本相對較低、光學(xué)效率高、功耗低、波長穩(wěn)定以及調(diào)制速率高等，VCSEL將會成為3D人臉識別等應(yīng)用進(jìn)入大眾市場的關(guān)鍵技術(shù)。

歐司朗指出，雖然與現(xiàn)有技術(shù)相比，VCSEL技術(shù)具有很多優(yōu)勢，但它并不是所有領(lǐng)域的最佳解決方案。因此，VCSEL應(yīng)當(dāng)被視為紅外和其他光源的擴(kuò)展。為了幫助客戶，讓每種應(yīng)用都擁有最合適的解決方案，歐司朗正用VCSEL技術(shù)填補(bǔ)他們的紅外技術(shù)組合空缺。