Descrizione
Il laser a emissione superficiale di cavità verticale (VCSEL) è un laser a semiconduttore la cui direzione di emissione laser è perpendicolare al piano di giunzione PN e il cui piano di cavità risonante è parallelo al piano di giunzione PN. È un tipo di laser che emette superficie. La luce del laser a emissione di bordi EEL viene emessa orizzontalmente dal bordo del chip. Rispetto a EEL, VCSEL ha un processo di produzione più economico e una risposta più rapida, quindi ha sostituito i tradizionali laser a emissione di bordi in un numero sempre maggiore di applicazioni.
I VCSEL, o laser a emissione superficiale a cavità verticale, sono un tipo di diodo laser a semiconduttore che emette luce in una direzione verticale perpendicolare al piano del chip. Sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni come, tra le altre, le comunicazioni ottiche, il rilevamento e l'archiviazione dei dati. Tuttavia, prima che questi VCSEL possano essere utilizzati in queste applicazioni, richiedono una serie di test per determinarne i parametri e garantirne l'affidabilità.
applicazione:
Con lo sviluppo dell'optoelettronica e della tecnologia dell'informazione, soprattutto dopo gli aggiornamenti delle apparecchiature e i miglioramenti dei processi, VCSEL ha compiuto grandi progressi sia nelle prestazioni che nelle applicazioni. Grazie ai suoi vantaggi quali corrente di soglia bassa, lunghezza d'onda operativa stabile, buona qualità del raggio e facile integrazione unidimensionale e bidimensionale, VCSEL è stato ampiamente utilizzato nelle comunicazioni ottiche, display laser, storage ottico, elettronica di consumo e altri campi.
Struttura:
Il laser a emissione superficiale a cavità verticale (VCSEL) ha una struttura semiconduttrice complessa, ma la sua struttura di confezionamento è generalmente più semplice. A differenza dei diodi laser a emissione di bordi, l'EEL deve essere tagliato in barre per rilevare se è buono o meno, mentre VCSEL può rilevare il chip prima del confezionamento e vagliare il prodotto, riducendo notevolmente il costo del rischio del prodotto. Esistono tre processi di ispezione nel processo di produzione VCSEL e tutti e tre i processi richiedono una fonte di corrente a impulsi per testare il dispositivo. Una soluzione di test veloce, flessibile e ad alta precisione è fondamentale per ridurre i costi dei test.
I dispositivi VCSEL sono ampiamente utilizzati nel riconoscimento facciale 3D e nel rilevamento della distanza. Quando gli array VCSEL vengono utilizzati nei moduli TOF, in particolare nei sistemi dTOF come LiDAR, la potenza di picco, la corrente operativa, la tensione operativa, l'efficienza di conversione, le caratteristiche ottiche di campo vicino e campo lontano di VCSEL in condizioni di impulsi stretti sono molto importanti per i fornitori di chip , fornitori di servizi di imballaggio, integratori di moduli, ecc.
VCSEL e array VCSEL, inclusi parametri tecnici chiave delle prestazioni elettriche di vari test standard dei diodi laser, come caduta di tensione diretta (VF) del diodo laser, test del punto KinK/test di linearità (dL/dI), corrente di soglia (lth), potenza ottica in uscita (Po) ed efficienza del pendio (Es).
Il test LIV è un modo semplice e veloce per determinare i parametri prestazionali chiave dei VCSEL. Combina due curve di misurazione in un grafico. La curva L/I mostra la dipendenza dell'intensità luminosa del laser dalla corrente operativa e viene utilizzata per determinare il punto operativo e la corrente di soglia. La curva V/I mostra la tensione applicata al laser in funzione della corrente operativa. Attraverso il test LIV (intensità della luce-corrente-tensione), è possibile valutare la maggior parte delle caratteristiche dei parametri elettrici e la potenza ottica di uscita ottimale del VCSEL.
Minore è l'ampiezza dell'impulso laser emesso dal radar, maggiore è la precisione della misurazione; maggiore è la potenza ottica di picco, generalmente fino a 100 watt, maggiore è la distanza di prova. Pertanto, è fondamentale studiare chip VCSEL ad alta potenza ottica con elevata corrente di iniezione. I laser ad alta potenza generano un forte calore quando alimentati da corrente continua o da impulsi ampi e gli effetti speciali del laser sono fortemente influenzati dalla temperatura. I risultati del test con impulsi CC o ampi non possono riflettere le caratteristiche del dispositivo. Pertanto, al fine di misurare le prestazioni dei dispositivi VCSEL in scenari di lavoro reali, per testarli sono necessarie apparecchiature di prova con capacità di guida e test nell'ordine dei microsecondi o addirittura dei nanosecondi, cosa che non è soddisfatta dai tradizionali strumenti di test CC o a impulsi ampi.
Parametri
1. Corrente di soglia: la corrente minima richiesta per avviare l'uso del laser.
2. Potenza in uscita: la potenza del raggio laser emesso dal VCSEL.
3. Lunghezza d'onda: il colore del raggio laser, che determina la frequenza della luce emessa.
4. Ampiezza spettrale: la gamma di lunghezze d'onda emesse dal VCSEL a una determinata potenza di uscita.
5. Larghezza di banda di modulazione: la frequenza massima alla quale il VCSEL può modulare la sua potenza di uscita.
Test
1. Curva LI: questo test misura le caratteristiche di corrente rispetto alla potenza di uscita dei VCSEL. Viene utilizzato per determinare la corrente di soglia e per valutare l'efficienza energetica del VCSEL a diversi livelli di potenza.
2. Misurazione spettrale: viene utilizzato uno spettrometro per misurare le caratteristiche spettrali del VCSEL, comprese la lunghezza d'onda e l'ampiezza spettrale. Questo test è importante per determinare la compatibilità del VCSEL con altri componenti e sistemi ottici.
3. Analisi del diagramma a occhio: questo test misura la qualità del segnale ottico analizzando la forma d'onda del segnale. Viene utilizzato per determinare la larghezza di banda di modulazione e il tasso di errore di bit del VCSEL.
4. Test di affidabilità: questi test vengono utilizzati per valutare l'affidabilità a lungo termine dei VCSEL in varie condizioni operative come temperatura, umidità e stress. Il test di affidabilità più comune è il test di burn-in, in cui il VCSEL viene sottoposto a invecchiamento accelerato per simulare la durata del dispositivo.
In conclusione, i VCSEL sono importanti diodi laser a semiconduttore che richiedono una serie di test per determinarne i parametri e garantirne l'affidabilità. I parametri più critici dei VCSEL includono corrente di soglia, potenza di uscita, lunghezza d'onda, larghezza spettrale e larghezza di banda di modulazione, mentre i test più importanti includono la misurazione della curva LI, la misurazione spettrale, l'analisi del diagramma a occhio e i test di affidabilità. Questi test garantiscono che i VCSEL soddisfino i requisiti di prestazioni e affidabilità di diverse applicazioni.
Brandnew può fornire il VCSEL in diversi pacchetti:
Pacchetto TO: i diodi laser VCSEL in un alloggiamento TO ermeticamente chiuso consentono una facile manipolazione del diodo laser e sono adatti per il funzionamento in condizioni ambientali difficili. Un ulteriore diodo Z protegge il diodo laser dai danni dovuti alle scariche elettrostatiche (ESD). I VCSEL subiscono anche un rodaggio per stabilizzare i laser.
Pacchetto SMD: i diodi laser VCSEL sono progettati per essere montati in superficie su una scheda a circuito stampato (PCB) o su un altro substrato elettronico. Il packaging SMD consente una facile integrazione nei sistemi elettronici, rendendoli adatti a una varietà di applicazioni. BrandNew può fornire pacchetti SMD 7060 e 3535.
MATRICE VCSEL: Anche BrandNew può fornire matrice VCSEL agli utenti. Lunghezza d'onda: 638 nm, 808 nm, 850 nm, 940 nm; Potenza: dal livello mW al livello kW
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