高性能多结VCSEL激光芯片助推激光雷达及3D传感

最近，一年一度的光电行业盛会-慕尼黑上海光博会落下帷幕，在柠檬光子展位上，很多来自世界各地的朋友们交流激光雷达、传感相关技术及应用。

多结VCSEL优化新一代激光雷达和工业3D传感

多结VCSEL激光器阵列，是柠檬光子用于优化激光雷达和3D传感应用的下一代解决方案之一。它的体积极小，功率密度高，905nm 120W多结VCSEL非常适合短程至远距离的LiDAR解决方案。

其中，车规级多结多分区VCSEL产品轻松升级现有的机械LiDAR和固态扫描LiDAR激光光源。

根据Yole《VCSEL——2022年技术和市场趋势》报告指出，多结技术代表VCSEL行业的新飞跃，将加速VCSEL在汽车领域的应用，高性能VCSEL器件可作为激光雷达等3D传感应用的理想光源，加上5G网络增加了对高速光模块的需求，这些都为VCSEL带来了更多市场机遇。

多结VCSEL相对于单结VCSEL的优势

相比于传统的单结VCSEL器件，多结VCSEL将多个有源区在同一个谐振腔内通过隧道结串联起来，从而可以获得较大的增益。因此多结VCSEL芯片具有更精巧的尺寸、更高的功率密度和电光转换效率（PCE）。增益的提高可以降低多结VCSEL的工作电流，从而减小驱动电路的功耗和成本。

多结VCSEL相较于EEL的优势

不似EEL的侧面发光，不需要在侧面进行太多加工，VCSEL是垂直表面发光，只需要按照正常的半导体加工工艺批量处理即可。相较于EEL工序简单，成本较低。按照Yole的统计，EEL的后道处理工序成本比VCSEL高了一倍以上。结数的增多让VCSEL的发光功率迅速增大，快速接近EEL。

柠檬光子独立自主开发的多结VCSEL

柠檬光子独立自主开发的多结VCSEL结构设计的优化显著提高了斜率效率和输出功率密度，并且电流明显减少，在缩小体积的同时提高出光功率，为高速和高效率等要求苛刻的应用提供了动力。

多结VCSEL工作在短脉冲模式时，可以承受更高的电流并提供极高的峰值功率。柠檬光子内部的实验结果表明，柠檬光子940nm三结VCSEL峰值电光转化效率高达56%。

940nm 多结VCSEL型号列表

六结 905 nm VCSEL在 25°C 时,0.1%占空比，5ns脉冲光功率大于120W，并满足车规级VCSEL应用要求。

所有905nm 、940nm多结 VCSEL系列产品都是基于柠檬光子团队约20年的激光半导体经验研发而成，在效率、可扩展性和可靠性方面都具有优势。

除了为汽车和工业环境提供高质量、成本效益高的激光光源解决方案。目前，多结VCSEL也被广泛应用在工业三维传感、光通信、3D人脸识别技术、智能机器人、机械LiDAR、固态电子扫描LiDAR等领域。

审核编辑：刘清