隨著蘋果帶火了3D感測成像技術(shù)，作為技術(shù)核心的VCSEL部分，大家對它的關(guān)注度也是水漲船高。VCSEL到底有何魅力，能讓市場趨之若鶩？也許通過這篇文章，我們可以管中窺豹。
? ? ? ?VCSEL主要有兩種，一種用在光通訊領(lǐng)域，波長主要為850 nm，另一種用在消費(fèi)電子領(lǐng)域，波長主要為940 nm。蘋果帶火的VCSEL，是消費(fèi)電子的3D成像領(lǐng)域，主要用于人臉識別，一般常用3D結(jié)構(gòu)光方案和ToF方案。而用于光通信系統(tǒng)和3D成像模塊的紅外光源可以分為三大類：1、發(fā)光二極管LED；2、邊發(fā)射激光器EEL；3、垂直腔面發(fā)射激光器VCSEL。
為什么在激光雷達(dá)應(yīng)用中，VCSEL也收到如此大的青睞呢？
激光光源是車載激光雷達(dá)的核心器件之一。目前常見的幾種光源主要包括邊發(fā)射激光器(EEL)、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)、固體激光器以及光纖激光器等。
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? ? ? ?邊發(fā)射激光器(EEL)邊緣發(fā)射激光器具有高功率密度和高脈沖峰值功率，非常適合使用APD探測器的激光雷達(dá)系統(tǒng)。VCSEL 具有很高的吸引力，因?yàn)樗锌赡軐?D發(fā)射器陣列和2D SPAD探測器陣列組合成一個沒有運(yùn)動部件的激光雷達(dá)系統(tǒng)。光纖激光器輸出功率高、光束質(zhì)量好、速度快，是高性能系統(tǒng)的理想選擇，但其復(fù)雜性顯著增加。
綜上，各波長各有優(yōu)劣，需結(jié)合激光雷達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計從而選擇合適的波長。根據(jù)不同的駕駛環(huán)境需要，邊發(fā)射型半導(dǎo)體激光器，VCSEL激光器，固體激光器，光纖激光器都有各自的用武之地。
VCSEL運(yùn)行時會產(chǎn)生較大熱量。一個是熱量需要通過基板及時散發(fā)出去；其次VCSEL芯片功率密度很高，需要考慮芯片和基板熱膨脹失配導(dǎo)致的應(yīng)力問題。因此，實(shí)現(xiàn)高效散熱、熱電分離及熱膨脹系數(shù)匹配成為VCSEL元件封裝基板選擇的重要考量，陶瓷基板具備了高導(dǎo)熱、高絕緣、高線路精準(zhǔn)度、高表面平整度及熱膨脹系數(shù)與芯片匹配等諸多特性，在3D感測、人臉識別、移動照明等各領(lǐng)域中迅速占據(jù)了重要地位。
斯利通公司通過選用氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鋯、ZTA、藍(lán)寶石等不同材料的陶瓷基板進(jìn)行加工，不僅具有陶瓷線路板的特性，還可以按照客戶的實(shí)際要求進(jìn)行定制。比如客戶對電頻信號損耗要求很高的產(chǎn)品需要用到介電常數(shù)更低的材料二氧化硅線路板。
VCSEL的固態(tài)激光雷達(dá)，為汽車領(lǐng)域應(yīng)用激光雷達(dá)。VCSE芯片功率轉(zhuǎn)化效率低，這就意味著散熱肯定有問題，面臨熱電分離的難題，而陶瓷基板就是為解決熱電分離誕生的。從拆解圖片來看，VCSEL芯片安裝在一塊氮化鋁原料的DPC陶瓷基板上，氮化鋁基板又貼裝于一個HTCC陶瓷基座底部。
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原文始發(fā)于微信公眾號（富力天晟）：陶瓷線路板和VCSEL的“互相成就”
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