VCSEL,全名为垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser),以砷化镓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,随着2017.9上市的iphone X手机3D传感技术上采用VCSEL,VCSEL逐步走向前台,热度不断提升。
----深圳市光脉电子有限公司技术总监 李锋
VCSEL,全名为垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser),以砷化镓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,随着2017.9上市的iphone X手机3D传感技术上采用VCSEL,VCSEL逐步走向前台,热度不断提升。
Iphone X为什么要用VCSEL而不是像早期的3D传感系统使用LED作为红外光源呢,先简单看下VCSEL和LED某些方面的性能对比:以850nm为例,
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850nm LED
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850nm VCSEL
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半波宽
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50nm
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<1nm
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告指向性
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差
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更好
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投射距离
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中等
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远
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光电转换效率
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10%
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>40%
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操作电流
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高
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低
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发射角度
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120度
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<30度
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光源耗电量
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高
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低
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从上表可以看出:VCSEL在精确度、小型化、低功耗方面胜过LED。由于VCSEL本身具备这些优点,从光通信走向消费电子领域后,相当于插上了一双腾飞的翅膀。
从目前消费电子领域应用来看,主要有手机产品,AR产品在逐步应用推广。
比如,苹果手机的前置VCSEL光源主要为3d结构光用于脸部识别; LENOVO,华硕AR上后置VCSEL光源主要为3d TOF均匀光。随着5G时代的来临,数字科技的不断前行,相信智能手机会越来越多采用面部识别,而VCSEL也终将在智能手机领域大放异彩。
随着更多领域给予VCSEL更多的想象空间,以及更多的上下游厂家杀入VCSEL领域,VCSEL产品应用以及产品价格也必将更加平民化。
目前VCSEL可以看的到的应用领域就众多:远距离安防监控,近距离感测,手势遥控,无线耳机,面部识别,无人扫地机,无人机,工业4.0自动感测,生物检测识别等等领域。
众多的消费电子品的加持应用,VCSEL必将大放异彩。据市场研究公司Markets and Markets的2018年VCSEL市场报告显示,垂直腔面发射激光器(VCSEL)市场的年复合增长率(CAGR)将从2018年的17.8亿美元增加到2023年的38.9亿美元,年复合增长率(CAGR)为16.9%。
从应用类型看,新兴应用市场如光探测和测距(LiDAR)、夜视、原子钟、GPS、磁力计和显示器等预计将以最高的年复合增长率增长。虽然目前这个市场处于起步阶段,但预计使用VCSEL进行高质量视觉和障碍物检测等未来几年将出现高增长。