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VSCEL激光器市場爆發:國內能否分一杯羹?

2018-10-11 返回列表

VSCEL激光器市場爆發:國內能否分一杯羹?


在消費電子產品領域,蘋果公司絕對稱得上“風向標”。iPhone 8雖然還未上市,但是其各項配置已經引發行業各種猜想。其中,值得關注的一點是,iPhone 8將上線時下正熱的AR功能。其解決方案是,通過后置的3D激光系統傳感器,以提升對增強現實App更好的深度檢測,以及實現精準的自動對焦。

為此,蘋果公司特意研發一款VSCEL激光系統并將其整合至iPhone 8手機中,通過計算激光測距來實現更快的攝像頭對焦。此外,其還能實現精準的深度映射,從而有助于在AR上應用。

 

 

關于激光系統的供應商,之前傳聞Lumentum和Finisar公司將為蘋果公司提供VSCEL激光系統組件,而II-VI公司將提供相應傳感器。

隨著發布時間的臨近,iPhone 8的相關傳聞也開始逐漸證實。

近日,美國Lumentum公司公布了其第四季度及全年財務業績。據OFweek激光網編輯了解發現,其3D感知產品銷量開始大幅增長,以滿足強勁的客戶需求。依據之前的傳聞和iPhone 8預計上市時間不難發現,Lumentum公司所講的客戶強勁需求,恐怕就是蘋果公司了。

由于可以預測,隨著iPhone 8手機的上市,VSCEL激光器也將迎來新一輪高增長期。如果后續國產品牌根據AR功能,相信VSCEL激光器需求將會更上一個臺階。

那么什么是VSCEL激光器?

垂直腔面發射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,簡稱VCSEL,又譯垂直共振腔面射型激光)是一種半導體激光器,其激光垂直于頂面射出,與一般用切開的獨立芯片制成,激光由邊緣射出的邊射型激光有所不同。

 

 

垂直腔面發射激■深圳市華天世紀激光科技有限公司專業從事光纖激光打標機、半導體激光打標機 、CO2激光打標機、激光模具焊接機、激光點焊機、自動化激光焊接機、 光纖傳輸激光焊接機等激光設備的研究與開發,并提供相應的自動化系統技術解決方案。■光器(VCSEL)是一種垂直表面出光的新型激光器。與傳統邊發射激光器不同的結構帶來了許多優勢:小的發散角和圓形對稱的遠、近場分布使其與光纖的耦合效率大大提高,而不需要復雜昂貴的光束整形系統,現已證實與多模光纖的耦合效率竟能大于90%;光腔長度極短,導致其縱模間距拉大,可在較寬的溫度范圍內實現單縱模工作,動態調制頻率高;腔體積減小使得其自發輻射因子較普通端面發射激光器高幾個數量級,這導致許多物理特性大為改善;可以在片測試,極大地降低了開發成本;出光方向垂直襯底,可以很容易地實現高密度二維面陣的集成,實現更高功率輸出,并且因為在垂直于襯底的方向上可并行排列著多個激光器,所以非常適合應用在并行光傳輸以及并行光互連等領域,它以空前的速度成功地應用于單通道和并行光互聯,以它很高的性能價格比,在寬帶以太網、高速數據通信網中得到了大量的應用;最吸引人的是它的制造工藝與發光二極管(LED)兼容,大規模制造的成本很低。


VSCEL激光器市場有多大?

鑒于VCSEL在光數據通信和傳感等傳統領域,以及紅外照明、泵浦和工業加熱等新興領域的廣泛應用前景,VCSEL市場將會步入一個高速發展時期。

 

 

據Marketsand Markets公司預測數據顯示,預計2020年將達到21.053億美元。隨著數據分析和云端辦公室方案所需數據中心的建設,數據通信對VCSEL的需求將會迅猛增長,同時,泵浦和激光加熱領域對大功率VCSEL的需求也在增加。

VSCEL激光器相關進展

2013年,德國VCSEL制造商VI系統公司和美國伊利諾伊大學電氣和計算機工程系聯合在Photonics West大會上展示基于VI系統專利晶圓技術制造的新的單模光子晶體VCSEL激光器。光子晶體VCSEL可以支持低至5.4kA/平方厘米的工作電流,3dB帶寬可以達到18GHz,可以支持25Gbps速率下OM4多模光纖1公里傳輸,接收功率可以低至70微瓦。

2014年,中國科學院長春光學精密機械與物理研究所大功率激光研究組開發出了利用4個高功率垂直腔面發射半導體激光器(VCSEL)單管串接形成的百瓦級980nm波段高功率準列陣模塊。

2015年,德國Vertilas公司推出氣體傳感器用VCSEL產品,具有多種波長,滿足大多數常用有害氣體的探測要求。VCSEL激光器用于氣體探測具有很高的電流依賴性,通常有4nm可調諧波長范圍,因此特別適合用于TDLAS的測量方式。

2016年,加州大學洛杉磯分校(UCLA)電子工程系副教授本杰明·威廉姆斯帶領的團隊(包括諾斯羅普·格魯曼公司航空航天系統的工程師),借助于UCLA的納米電子研究設施,成功研發了第一個太赫茲垂直腔表面發射激光器(VCSEL)。

國內VSCEL激光器現狀

在光通訊領域,VSCEL激光器應用已經成為趨勢,但是目前有能力推出商業化產品方面的也就是光迅科技。5G以及物聯網快速發展,帶來流量數據爆炸式增長,對于高速低功耗器件需求越來越高。VSCEL激光器前景非常廣闊,而國內在芯片生產方面還沒有擺脫技術限制,仍然受制于人。

而在消費電子領域,目前國內還沒有一家具有量產的能力。近日,由陳曉遲帶領的團隊,以硅谷為研發中心,以國內為生產基地,預計將于明年第二季度實現垂直腔面發射激光器大批量生產。

 

 

在科研方面,據了解吉林大學、長春理工大學、北京郵電大學、廈門大學、中科院半導體所、華中科技大學等都對VSCEL激光器進行了不同層面的研究。但是,其行業技術門檻很高,受制于關鍵技術壁壘,國內仍未實現量產。

除此之外,自動駕駛在全球范圍內迅速火熱,國內外主流汽車廠商基本都在嘗試自動駕駛方案。其中,如何降低激光雷達成本成為該技術落地的關鍵。而VSCEL激光器作為激光雷達光源提供了一種新方案。

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