2017年，iPhone X的亮相讓提供 Face ID人臉解鎖的3D感測(cè)技術(shù)成為大熱門，也帶火了3D感測(cè)模塊中的核心零組件VCSEL。實(shí)際上，VCSEL并非新技術(shù)，其誕生可以追溯到1980年代，早在1996年就已商業(yè)化。
這項(xiàng)因蘋果而再度翻紅的VCSEL技術(shù)，屬于紅外線激光技術(shù)的一種。
1. 什么是VCSEL？VCSEL的工作原理是什么？
VCSEL是vertical-cavity surface-emitting laser的縮寫，是指垂直腔面發(fā)射激光器，這種激光二極管是發(fā)射光垂直于半導(dǎo)體芯片表面的單片激光諧振器，與之相對(duì)的，邊發(fā)射激光器（EEL）的光則從芯片邊緣射出。
2. 與EEL（邊發(fā)射激光器）相比，VCSEL有何優(yōu)勢(shì)？
兩者相似處：EEL和VCSEL的帶寬均較窄；EEL和VCSEL的極短切換時(shí)間使得它們適用于TOF（飛行時(shí)間）類應(yīng)用。
VCSEL技術(shù)結(jié)合了雙方的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。VCSEL波長的溫度敏感性相比EEL要低得多。它能夠沿指定方向發(fā)射溫度的光學(xué)，擁有紅外光的高能量密度和簡單封裝，也有線性發(fā)射器（如EEL技術(shù)）的光譜寬度。這種表面發(fā)射器的關(guān)鍵特點(diǎn)是其相比邊緣發(fā)射器不僅具有低廉的生產(chǎn)成本，以及更低的輸出功率，同時(shí)也具有卓越的光束質(zhì)量。
3. VCSEL用于何處？
VCSEL技術(shù)現(xiàn)在可被用于諸多用途和各類終端消費(fèi)市場，例如機(jī)器人、移動(dòng)設(shè)備、監(jiān)控、無人機(jī)，以及AR/VR等。VCSEL在需求高速調(diào)制功能的應(yīng)用（例如照相機(jī)和生物計(jì)量）中是一項(xiàng)良好的選擇。
更低的生產(chǎn)成本和更高的可靠性使得VCSEL被更廣泛地運(yùn)用在電子消費(fèi)品中，例如3D感應(yīng)和面部識(shí)別等用途被認(rèn)為是其主要市場增長點(diǎn)。
4. 與紅外技術(shù)相似，VCSEL會(huì)帶來哪些制造方面的協(xié)同效應(yīng)？
與紅外技術(shù)的相似之處也會(huì)帶來制造方面的協(xié)同效應(yīng)，體現(xiàn)在整合、封裝和測(cè)試等流程中：
●芯片制造：全垂直結(jié)構(gòu)使得生產(chǎn)廠商能夠利用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造設(shè)備來保持較低的生產(chǎn)成本
●可靠性：VCSEL不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)激光結(jié)構(gòu)的故障，例如暗線等。同時(shí)，因?yàn)閂CSEL可以陣列形式安裝，且使用壽命極長，它們和基于單個(gè)或少量LED/EEL的系統(tǒng)不同，不畏懼災(zāi)難性的光學(xué)損害
●可測(cè)試性：VCSEL在晶片狀態(tài)就可經(jīng)受完整的測(cè)試和過載檢驗(yàn)。這不僅提升了產(chǎn)量，也降低了成本
●可擴(kuò)展性：VCSEL可輕松組成一維或二維陣列，提升輸出功率以滿足特定需求
●封裝：VCSEL可使用傳統(tǒng)的低成本LED封裝設(shè)備，減少成本，并允許LED來替代現(xiàn)有設(shè)備中的VCSEL
●定制封裝：板載芯片技術(shù)和定制封裝可用來簡化系統(tǒng)整合流程
5. VCSEL 是否會(huì)取代其他紅外技術(shù)？
盡管VCSEL相比現(xiàn)有技術(shù)擁有許多優(yōu)勢(shì)，但并非自動(dòng)適用于所有行業(yè)的通用解決方案。VCSEL并不會(huì)和現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生競爭，而是對(duì)紅外技術(shù)產(chǎn)品陣容的一項(xiàng)擴(kuò)充。
6. 國際大廠商近來有何動(dòng)作？
● 歐司朗在去年全資收購Vixar，強(qiáng)化了其半導(dǎo)體照明以及激光技術(shù)的業(yè)務(wù)組合。在收購美國專業(yè)廠商Vixar后不久，歐司朗就推出了首款VCSEL產(chǎn)品Bidos PLPVQ 940A系列，為包括移動(dòng)設(shè)備面部識(shí)別在內(nèi)的市場設(shè)立了新的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，作為一家德國的高科技公司，歐司朗將通過VCSEL解決方案補(bǔ)全旗下豐富的紅外（IR）技術(shù)類產(chǎn)品，從而幫助客戶從用途廣泛的VCSEL技術(shù)中受益，并針對(duì)每種用途選擇最合適的方案。
▲ 歐司朗首款VCSEL產(chǎn)品PLPVQ 940A
● 去年底，據(jù)外媒報(bào)道，飛利浦同意出售其增長的VCSEL業(yè)務(wù)——Philips Photonics公司給一家名為Trumpf（通快）的德國老牌企業(yè)，預(yù)計(jì)今年二季度完成出售。Philips Photonics位于德國烏爾姆，是荷蘭皇家飛利浦（Royal Philips）公司的全資子公司，飛利浦于2006年通過收購德國的Ulm Photonics進(jìn)入VCSEL，并將其改名為Philips Photonics。（文：LEDinside James）
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