ВЦСЕЛ ласерска диода

Када упоредимо ЕЕЛ ласере са ВЦСЕЛ, постоје неке јасне разлике које ВЦСЕЛ чине супериорном технологијом на много начина.

Структура и функционалност:

Једна од најуочљивијих разлика је у њиховој структури. ЕЕЛ ласери су танки, дугачки и емитују светлост са ивице, што ограничава њихову скалабилност и доследност перформанси. ВЦСЕЛ-ови су, с друге стране, компактни и емитују светлост са површине, што их чини лакшим за масовну производњу уз одржавање доследности перформанси. То је као да поредите уску сламку са широко отвореним левкама, а разлика у дизајну може имати драстичан утицај на функционалност.

Енергетска ефикасност:

Када је у питању потрошња енергије, ВЦСЕЛ ласери су далеко испред. Они троше много мање енергије од ЕЕЛ ласера, што их чини идеалним за апликације које захтевају ефикасне перформансе. Ово је посебно важно у дата центрима и потрошачкој електроници, где је енергетска ефикасност све већа брига. Зашто трошити енергију када можете добити исте или чак боље резултате са мање енергије?

Перформансе оптичких комуникација:

Технологија ВЦСЕЛ такође прави талас у области оптичких комуникација. Способни да преносе податке брже и ефикасније од ЕЕЛ ласера, ВЦСЕЛ постају решење избора за пренос података велике брзине. Ово је значајно у свету који се све више ослања на брзу и поуздану размену података.

Ласери који емитују површину вертикалне шупљине (ВЦСЕЛ) нуде различите предности у односу на друге врсте ласера. Ове предности укључују: површинску емисију, пружајући флексибилност дизајна адресабилних низова; Зависност таласне дужине ласера ​​од ниске температуре; Одлична поузданост; Процес производње на нивоу плочице. Ове карактеристике чине ВЦСЕЛ-ове погоднијим за широк спектар примена од традиционалних диодних ласера ​​и ЛЕД-а који емитују ивице. БрандНевТецх ВЦСЕЛ технологија укључује епитаксијалну структуру и дизајн чипа, епитаксијални раст, фронт-енд и бацк-енд обраду, паковање и напредно тестирање и симулацију. ВЦСЕЛ је данас успостављен извор светлости за пренос података у везама на кратке удаљености, интерконекцијама и локалним мрежама (ЛАН, САНС, итд.). У овим апликацијама, ВЦСЕЛ је он-офф модулисан за пренос дигиталних сигнала. Недавни рад на аналогној модулацији ВЦСЕЛ-а указује да су ВЦСЕЛ-ови погодни извори светлости и за пренос РФ и микроталасних сигнала у, на пример, радио-овер-фибер (РоФ) мрежама које се користе за даљинско управљање антенама у ћелијским системима за мобилну комуникацију. Има много више предности: Висока ефикасност: ВЦСЕЛ-ови су високо ефикасни и могу да произведу много светлосног излаза са релативно малом улазном снагом. То их чини погодним за разне примене где је енергетска ефикасност важна. Ниска цена: ВЦСЕЛ-ови су релативно једноставни за производњу, тако да су јефтинији за производњу од других врста ласера. Ниска производња топлоте: ВЦСЕЛ производи веома мало топлоте, што их чини погодним за употребу у компактним уређајима где је расипање топлоте проблем. Висока поузданост: ВЦСЕЛ уређаји имају високу поузданост и дуг радни век, што их чини погодним за критичне апликације где застој није опција. Свестраност: ВЦСЕЛ-ови могу бити дизајнирани да раде на различитим таласним дужинама и могу се модулисати при великим брзинама, што их чини погодним за широк спектар примена.

Сензори засновани на ВЦСЕЛ-у могу да мере растојање и брзину у три димензије и већ се производе у великим количинама за професионалне и потрошачке апликације. Користи неколико физичких принципа: ВЦСЕЛ се користе као инфрацрвено осветљење за камере за надзор. Низови велике снаге у комбинацији са оптиком за снимање обезбеђују уједначено осветљење сцена у распону од стотина метара. Метода времена лета користи импулсне ВЦСЕЛ као изворе светлости, било као интензивне појединачне импулсе са ниским радним циклусом или као низ импулса. Због осетљивости на позадинско светло и јаког слабљења сигнала са растојањем, потребне су снаге ласера ​​од неколико вати на удаљеностима до 100 метара. ВЦСЕЛ низови омогућавају скалабилност снаге и могу испоручити врло кратке импулсе при већим густинама снаге. Апликације се крећу од проширене функционалности у паметним телефонима преко индустријских сензора до аутомобилског ЛиДАР-а за помоћ возачу и аутономну вожњу. Интерферометрија са самомешањем ради са кохерентним ласерским фотонима који се распршују назад у шупљину. Због тога је неосетљив на амбијентално светло. Метода се користи за мерење брзине и удаљености мете са веома великом тачношћу на удаљеностима до једног метра. Једномодни ВЦСЕЛ са интегрисаним фотодиодама и поларизацијом стабилизованом решетком омогућавају веома компактне и исплативе производе. Поред добро познатих примена рачунарских улазних уређаја, истражују се и нове апликације са још већом прецизношћу, као што је мерење брзине на земљи до 250 км/х. Све методе мерења користе позната својства ВЦСЕЛ као што су робусност, температурна стабилност и потенцијал за интегрисану оптику и електронику. Ово чини ВЦСЕЛ сензоре идеалним за нове апликације великих размера на потрошачком и аутомобилском тржишту.

Тренутно се ВЦСЕЛ користе првенствено у комуникацији података. Очекује се да ће ВЦСЕЛ тржиште значајно порасти како се потражња за паметним телефонима, ЛиДАР, 5Г и ИоТ уређајима и технологијама мења и расте. Пошто је веома лако направити више ласера ​​​​на једном низу, ВЦСЕЛ ће имати велики потенцијал за употребу у овим врстама нових технологија у наредних неколико деценија све док снага настави да се пење у ватове и киловате. Производи следеће генерације у индустријском и 3Д сенсингу, посебно, захтеваће велику примену ВЦСЕЛ-а да би задовољили потребе дизајна и перформанси. Када се два или три ВЦСЕЛ-а комбинују на једном чипу, они се могу користити за високо прецизно мерење брзине у апликацијама сенсинга. На пример, иПхоне Кс објављен 2017. користио је три ВЦСЕЛ-а да би омогућио препознавање лица. Револуционарни производи настају када се ВЦСЕЛ-ови комбинују у хиљаде или чак милионе одједном на једном чипу. Десет хиљада ВЦСЕЛ-а заједно би омогућило широко прихватање ЛиДАР технологије код потрошача, као што су аутомобили који се сами возе.