VCSEL的测试方法有哪些？VCSEL有哪些应用

VCSEL是一种半导体激光二极管，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、阈值电流小等优点。为增进大家对VCSEL的认识，本文将对VCSEL的制造工艺、VCSEL的测试方式及应用予以介绍。如果你对VCSEL具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、VCSEL的制造工艺

1、外延生长VCSEL的制造旅程始于外延生长，这一步骤通常采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）或分子束外延（MBE）技术。在衬底上，工匠们精心生长出多层材料，其中包括构成有源区的关键组件，以及为激光提供反馈的DBR反射镜。这个环节要求精确控制材料的厚度和成分，以确保反射镜的高反射率及有源区的高效率。

2、氧化工艺接下来是氧化工艺，它在DBR反射镜上形成关键的氧化孔径。此过程通常在高温环境下进行，通过精细调控氧化时间和氧气浓度，工匠们能够塑造出所需尺寸的孔径。

3、电极制作在芯片表面，通过光刻、金属沉积和刻蚀等步骤，制作出P型和N型电极。这些电极将用于注入电流，激发激光的产生。

4、封装工艺最后是封装工艺，它包括Die Bonding、Wire Bonding、回流焊等步骤。VCSEL芯片通常被安装在陶瓷或金属基座上，并通过金丝或铝丝进行电连接。封装完成后，VCSEL还需要经过密封处理，以确保其长期使用的可靠性和寿命。

二、VCSEL的测试方法

1、光谱测试通过光谱分析仪，我们可以详细了解VCSEL的光谱特性，如中心波长、谱宽以及边模抑制比（SMSR）等关键参数。这些数据对于评估VCSEL的整体性能至关重要。

2、光功率测试使用光功率计来测量VCSEL在不同注入电流下的输出光功率，从而得到功率-电流（L-I）曲线。这条曲线能够揭示VCSEL的阈值电流、效率以及功率输出能力。

3、光束质量测试通过光斑仪，我们可以评估VCSEL的光束质量，包括光束发散角、光斑形状和光束对称性等参数。一个高质量的VCSEL应展现出低发散角和对称的光束特性。

4、电特性测试电参数分析仪将用于测试VCSEL的电特性，如电压-电流（V-I）特性和电阻等参数。这些数据有助于评估VCSEL的导电性能和热稳定性。

5、可靠性测试为了确保VCSEL在实际工作环境中的长期稳定性，还需要进行一系列的可靠性测试，如温度循环、高温高湿以及热冲击等环境试验。这些测试将模拟实际工作环境中的极端条件，从而全面评估VCSEL的可靠性和寿命。

三、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。

VCSEL芯片进行封装后可生产VCSEL激光二极管，比起其他发光二极管，VCSEL激光二极管效率更高、功耗更低、晶片尺寸小易于准直而且操作简单；可应用于3D传感器、智能驾驶、视频监控、激光雷达、机器视觉、姿势识别、激光医疗和军事运用。

去年苹果公司发布iPhone 8、iPhone X采用了VCSEL技术实现了FaceID，这也是VCSEL的一个典型应用——人脸识别。VCSEL产品进入苹果产业链，引起了广泛关注，不仅是产业公司业务的重大突破，更是以VCSEL技术为代表的半导体激光技术在消费领域的重大突破，光器件从工业领域走向消费领域。用户终端面板化持续推进，如手机全面屏，智能触屏穿戴设备，电视机等，VCSEL芯片RGB色彩饱和高和像素点小的特点，可以生产高色彩饱和高分辨率的集成激光显示，且兼备必要的3D扫描技术，如屏下指纹解锁等。

VCSEL激光芯片的全球需求飞涨，苹果公司更是高价预定了超过80%的全球产量，国内消费电子产品制造商面临“芯”荒，新亮光子最新研发和试生产的6寸940nm VCSEL激光芯片也正好迎合了高涨的需求，为客户提供高品质、价格低廉的VCSEL芯片。

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