柠檬光子自主研发高性能多结VCSEL激光芯片，峰值电光转化效率达56%，助推激光雷达和工业3D传感发展

时间： 2023-05-19 来源：柠檬光子官网

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根据Yole《VCSEL——2022年技术和市场趋势》报告指出，多结技术代表VCSEL行业的新飞跃，将加速VCSEL在汽车领域的应用，高性能VCSEL器件可作为激光雷达等3D传感应用的理想光源，加上5G网络增加了对高速光模块的需求，这些都为VCSEL带来了更多市场机遇。

多结VCSEL相对于单结VCSEL的优势

相比于传统的单结VCSEL器件，多结VCSEL将多个有源区在同一个谐振腔内通过隧道结串联起来，从而可以获得较大的增益。因此多结VCSEL芯片具有更精巧的尺寸、更高的功率密度和电光转换效率（PCE）。增益的提高可以降低多结VCSEL的工作电流，从而减小驱动电路的功耗和成本。

多结VCSEL的图示

P-DBR/N-DBR：P型和N型分布式布拉格反射器；MQW：多个量子阱；TJ：隧道结

多结VCSEL相较于EEL的优势

不似EEL的侧面发光，不需要在侧面进行太多加工，VCSEL是垂直表面发光，只需要按照正常的半导体加工工艺批量处理即可。相较于EEL工序简单，成本较低。按照Yole的统计，EEL的后道处理工序成本比VCSEL高了一倍以上。结数的增多让VCSEL的发光功率迅速增大，快速接近EEL。

柠檬光子多结VCSEL芯片

柠檬光子独立自主开发的多结VCSEL

柠檬光子独立自主开发的多结VCSEL结构设计的优化显著提高了斜率效率和输出功率密度，并且电流明显减少，在缩小体积的同时提高出光功率，为高速和高效率等要求苛刻的应用提供了动力。

多结VCSEL可以实现更快的上升时间（dI/dt）以达到目标峰值功率。在较窄的脉冲宽度下可以实现更高的电流和光功率密度。柠檬光子内部的实验结果表明，柠檬光子940nm三结VCSEL峰值电光转化效率高达56%。

940nm多结VCSEL型号列表

六结905nm VCSEL在25℃时，0.1%占空比，5ns脉冲光功率大于120W，并满足车规级VCSEL应用要求。

905nm 6J VCSEL性能参数

所有905nm 、940nm多结VCSEL系列产品都是是基于柠檬光子团队约20年的激光半导体经验研发而成，在效率、可扩展性和可靠性方面都具有优势。

多结VCSEL的优化新一代激光雷达和工业3D传感

多结VCSEL激光器阵列，是柠檬光子用于优化车载激光雷达和工业三维传感应用的下一代解决方案之一。它的体积极小，功率密度高，905nm 120W多结VCSEL非常适合短程至远距离的LiDAR解决方案。车规级VCSEL产品可以轻松升级现有的机械LiDAR解决方案，或配置为可寻址，固态扫描LiDAR的激光光源。

除了为汽车和工业环境提供高质量、成本效益高的解决方案。目前，多结VCSEL也被广泛应用在工业三维传感、光通信、3D人脸识别技术、智能机器人、机械LiDAR、固态电子扫描LiDAR等领域。

柠檬光子成立于2018年，专注于高端半导体VCSEL，HCSEL，EEL激光芯片、模块及系统产业化。核心团队拥有约20年的先进激光芯片研发、封测+模组设计全栈产品经验。公司全球布局的成熟供应链体系保障6吋晶圆月产能2000pcs以上。2021年，VCSEL芯片出货量已经达到了百万颗，点激光模组、线激光模组也已量产。柠檬光子已获得ISO9001、国家高新技术企业等认证。

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