VCSEL技术与市场介绍
：2022-09-16
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VCSEL（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔表面发射激光器）
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谐振腔 （两个DBR反射镜和有源区构成）
MQWS：AlGaAs-850nm，
InGaAs-940nm
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DBR: PDBR-99%反射率
Al0.9GaAs/Al0.1GaAs 24-25对
NDBR-99.9%反射率
Al0.9GaAs/Al0.1GaAs 30-35对
DBR=1/4λ
•
氧化制程-减小谐振腔体积和发光
面积，PDBR需要全铝的AlAs
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氧化制程-关系到光束的稳定和光
电特性的优劣。
红外LED
红外LD-EEL
红外VCSEL
光型
发散分布
椭圆集中分布
圆形集中分布
频谱半高宽
50nm
1nm
1nm
投射距离
近距离
远近皆可
远近皆可
光电转换效率
10%
20%
25%
功耗
高
中
低
阈值电流
高
中
低
指向性
大角度散射光
高指向性同调光
高指向性同调光
散热情况
不好
好
好
调制频率
慢
快
高速
发射时间
5-10ns
1ns
1ns
使用寿命
1万小时
5万小时
5万小时
技术难度
底
中
较高
成本
底
高
较高
為了改善 光電二極體 的缺點，業界結合 發光二極體(LED) 與 光傳感器 做成 環境光源傳感器 (Ambient Light Sensor) 取代 光電二極體。 但是，使用紅外線感測僅能分辨 距離的遠近，若遇到暗色系表面物體，則會吸收掉發射出的紅外光源而影響感測效能。所以去年開始，業界陸續改用 飛時測距技術(TOF) 取代
環境光源傳感器 (Huawei、LG、Lenovo、Motorola)，Apple 也在 IPHONE 7導入了 TOF 技術。
飛時測距（time of flight，ToF） 技術其透過量測光離開發射端，碰到目標物，再回到接收端的時間差，藉此計算與目標物間的距離。TOF 感測器 不需依靠光
源反射的光量，而是測量光子由 電射二極體 發射後的傳輸時間來計算距離，所以不會受到目標的表面反射率影響而導致偵測效果失誤TOF 測距傳感器，已經被 APPLE、華為、聯想、宏達電、樂金、摩托羅拉等手機廠採用。
VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 及 單光子雪崩二極管(SPAD)整合為一個 TOF 測距傳感器。IPHONE 7 已導入了飛行時間 (time of flight) 測距傳感器。TOF 技術可被用來強化擴增實境（AR）或虛擬實境（VR）與現實世界的互動，讓裝置配戴者確實感知自己在接近、得以處理現實世界的物件。
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