仟目激光：工业级3D传感VCSEL应用前景广阔

仟目激光亮相第二届重庆国际手机展，作为一家半导体激光器研发及制造的企业，首次公开参展并得到众多潜在客户的垂询和关注。仟目激光携高性能三维传感VCSEL，泛光照明源以及高功率DFB芯片，全方位诠释“Empower the light”的理念。在三维人脸识别，机器视觉，工业照明等各种应用场景下，为客户提供高性能与高可靠性的光源解决方案。

仟目激光展出了从数毫瓦的单管VCSEL，到光功率8瓦的大功率VCSEL Array．根据不同的技术路线与应用需求，仟目可以实现光功率，热负载，光束质量，光源类型的高度定制化。

此外，仟目也展出了6英寸VCSEL晶圆。它采用了先进的化合物半导体外延与工艺制程，有着稳定且均一的性能分布。这保障了仟目激光的量产芯片有着稳定的性能，同时又能兼顾成本可控。

展会期间，仟目激光研发总监杨旭博士受邀在“2018重庆·国际AI Phone产业技术峰会”上做了“高性能940nm工业级3D传感VCSEL”主题的演讲，与业内专家一起探讨剖析3D传感VCSEL在三维传感以及工业级的应用前景。

3D传感方案主要是为了获得三维的信息，为了获得三维的信息就要有结构光和TOF技术。结构光主要通过芯片两面经过DOE的原件发射出特定的散斑或点阵，打到人脸的表面，通过检测散斑细小结构的变化获得物体表面的三维信息。

而TOF主要通过激光器加入一些调制的信号，发射出特定的脉冲打到被测物体的表面，通过检测脉冲反射回来的序列变化来探测到物体表面的三维信息。杨旭表示，仟目激光VCSEL除了用在TOF和结构光上面，也可以用在面部的红外照明的方面。

笔者也特意对杨博士进行了采访。对于VCSEL的历史和未来，杨博士指出，他的导师Dr．Deppe于1994年首次将氧化物结构引入到VCSEL芯片中，大幅提高了VCSEL的多项性能。

该技术开启了VCSEL商业化的进程，其后该技术成为20多年来工业界制造VCSEL的关键技术标准之一。2014年杨博士在Dr．Deppe研究课题组里从事下一代非氧化物VCSEL的研发。相较于此代氧化物VCSEL芯片，它的光功率提升了一倍，热阻为现有氧化物VCSEL的一半，同时器件的可靠性得到了大幅提升。它通过光刻工艺来提升器件的排布密度得到了更小的器件尺寸，是未来VCSEL的发展方向。

仟目激光研发总监杨旭博士

对于目前国内对于VCSEL性能单独关注光电转换效率（PCE）的数值，杨博士指出，PCE只是衡量芯片性能的诸多维度中的一个。

抛开测试条件单独谈论PCE没有意义，这些测试条件包括环境温度、散热条件、注入电流是连续还是脉冲、以及脉冲的宽度。需要VCSEL芯片在不同工况下及应用场景中的高效的性能才有意义。

仟目激光2.5W量产VCSEL芯片经过晶圆级的测试，在15℃和50℃的环境温度，2A－4A的电流注入下，光电转换效率均在40％左右，性能表现优异。

同时对于加速老化实验，杨博士指出，对于测试电流和环境温度的控制，加速老化因子可能有数十倍的差异。仟目激光的芯片的老化测试条件选取了4倍电流阈值的连续电流注入，并保持环境温度85℃，器件在500小时加速老化测试后性能并未见明显劣化，等效寿命在正常使用工况下大于16万小时。

仟目激光VCSEL加速老化数据，4X阈值85℃500小时

仟目激光主要产品除了VCSEL芯片之外，还有940nm高功率DFB激光器。杨博士指出，940nm高功率DFB激光器具有几大特点和优势，首先是具有非常高的发光能量密度，是VCSEL光点的百倍以上。具有动态的单模光场，大范围的电流注入、宽温度下保持单横模运行。工作温度区间大，从－20℃～＋80℃，有100℃的工作区间。

此外，激光光束整形手段在通信领域已经非常成熟，易于光路小型化。仟目激光在大功率DFB上有着成熟的经验和世界领先的技术优势，也是国内唯一具有镓砷材料8xx－nm和9xx－nm高功率DFB激光的技术并进行产品化的公司。

杨博士在采访中也表示，随着3D传感的浪潮，仟目激光也将秉承为产业链上、下游企业，提供完善的激光芯片资源与全产业链的企业进行全方面资源、产品、信息全面服务理念，与全产业链的企业进行全方位的沟通，打造积极共赢的市场环境。仟目激光作为一家本土的半导体激光芯片公司，希望提供世界顶级的性能优异的激光器芯片，以满足客户的需求。

凭借这次完美的亮相，仟目也将继续扩大和各大企业的战略合作，聚集全球更多优秀的产业链资源，推动该产业快速发展，共创共享最新产业科技，共同开启全球激光芯片产业发展新时代。