【技术】低成本VCSEL激光芯片技术，可在人脸识别、测距、激光雷达、3D感知等领域取代LED

时间： 2019-02-28 来源：新亮智能

VCSEL是什么？

VCSEL是Vertical Cavity Surface Emitting Laser的首字母缩写，即垂直腔表面发射激光器。VCSEL是一种半导体激光二极管，以砷化镓等半导体材料为基础研制，有别于LED（发光二极管）和LD（Laser Diode，激光二极管）等其他光源。与传统的边发射（Edge emitter）激光器不同，VCSEL是从顶部表面垂直发射高功率光学激光束，具有体积小、圆形输出光斑、天然2D机构光、单纵模输出、阈值电流小、工作温度范围大、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信，光互连，光存储等领域。

通常VCSEL器件的工作波长为850nm至1310nm，传输速率为2.125至150Gbps，主要是由三个主要部分组成：a）上DBR（分布式布拉格反射镜）反射镜；b）有源区；c）下DBR反射镜，这三部分共同组成一个谐振腔，可建立电磁波。

与LED比较

VCSEL能够以二维阵列进行，使单个芯片可以包含数百个、数千个单独的光源，以增加最大输出功率和提升长远的可靠性；LED（发光二极管）在早期阶段通常用于3D感应技术。但是由于缺少谐振腔，LED激光束比VCSEL更为分散，耦合效率相对较低。而且，随着VCSEL具有更高的精度，更小的尺寸，更低的功耗和更高的可靠性，越来越多的3D摄像机正在使用VCSEL。

其他重要优势

1. 在晶圆形式中，它们可以在制造过程中的各个阶段进行测试，从而产生更可控且可预测的生产良率，制造成本较其他激光技术为低；

2. VCSEL可以使用传统的低成本LED封装来降低成本，现有应用中亦可使用VCSEL取代LED；

3. 可以将VCSEL制造成一维或二维阵列以满足特定的应用需求；

4. VCSEL的波长非常稳定，对温度变化的敏感度较低，可在更大的温度范围内工作。

VCSEL应用范围

VCSEL并非新兴科学产物，去年苹果iphone X对人脸识别的开启，首次将VCSEL应用于手机上并展示了它强大的性能，这才另它进入了大众的视线。VCSEL芯片不光应用于人脸识别，还广泛应用于测距、激光雷达、3D感知等诸多领域。

深圳新亮智能技术有限公司是一家以激光技术为基础，专注于人工智能（AI）和物联网（IoT）核心传感器的高科技公司。新亮智能可自主研发生产VCSEL激光芯片、二极管及感应器，拥有自主专利的VCSEL芯片。

新亮智能拥有强大的工艺设计能力，产品质量优于台湾，于欧洲同行，能用自主的外延片设计方案，根据客户需要定制芯片功率、发光孔排列、激光模式及激光波长。新亮智能的VCSEL芯片工作波长可定制600nm到1700nm，专用透镜可实现从4度到180度范围内的手动调节；光斑面积大且均匀，其光电转换率接近40%，在工作环境50℃时也能达到35%的光电转换效率，而且拥有大于50000小时的使用寿命，可靠性高。新亮智能独有的技术方案，在直接去掉衍射光学元件DOE后也能达到高于同类产品的使用效果，使得产品更简单可靠、更低成本。

目前新亮智能已成功研发和试生产了自己的6寸940nm VCSEL激光芯片，将在今年投入量产。6寸940nm VCSEL芯片较已有的4寸芯片来说，价格更低，良品率更高，出货量更大更有保障，并且符合新亮智能自主研发的同类VCSEL芯片水平；6寸940nmVCSEL芯片设计、工艺和生产技术要求更高，新亮智能强大的生产和销售团队，将充分向您提供高质量、高科技水准的产品和服务。

新亮智能拥有国内首条与国际同步的6吋VCSEL产线，拥有VCSEL wafer设计能力，自主的VCSEL芯片工艺技术，及一站式行业应用解决方案能力，是业内领先的产品与方案提供商。拥有香港集团总部及研发中心、深圳应用研发及营销中、中山制造运营中心，正常交期4-6周，稳定现货供应。提供Finisar、Lumentum、Philips Photonics等品牌的高性价比替代。

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