2020年2月4日至6日,在美国旧金山举办的美国西部光电展(Photonics West 2020)上,总部位于美国明尼苏达州普利茅斯的Vixar公司(德国慕尼黑欧司朗的子公司)推出了多结(multi-junction)垂直腔面发射激光器(VCSEL)技术,在940纳米波长处的功率转换效率可达60%。据了解,继欧司朗(Osram)2018年收购Vixar之后,欧司朗相继展示了双结和三结VCSEL技术,它们可以提供更低的电流、更高的效率和更高的速度。
Vixar的新型多结VCSEL器件结构在,资料图
欧司朗表示,VCSEL市场的持续、快速增长,得益于出色的光束质量、简单的设计和紧凑的尺寸。欧司朗说,VCSEL可为消费类应用(如移动设备中的3D摄像头和人脸面部识别)以及工业应用(如近距离光检测和测距激光雷达、机器视觉和机器人技术等)提供助力。同时,汽车领域的车内感应等应用,也具有相当大的应用潜力。
欧司朗表示,作为VCSEL的新一轮发展,多结VCSEL技术有许多显著的优势,可应用于公司的产品组合中。其中,双结的斜率效率(Slope Efficiency)为2W/A,三结的斜率效率为3W/A。功率转换效率达到了创纪录的60%,远高于同类单结的53%峰值功率。
欧司朗表示,多结VCSEL具有许多明显的优势。例如,更高的效率可以降低整体热负荷;更高的功率密度使芯片和封装尺寸大大减小,从而简化了光学设计和系统架构。
较高的斜率效率意味着,很低的正向脉冲电流,就可以达到与单结VCSEL相同的光功率。其优点是大大减少了所需的电流,从而提高了驱动器的开关速度。电流的减少可使VCSEL可发射数十瓦甚至数百瓦的1ns脉冲。
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