Descrição
O Laser Emissor de Superfície de Cavidade Vertical (VCSEL) é um laser semicondutor cuja direção de emissão do laser é perpendicular ao plano de junção PN e cujo plano de cavidade ressonante é paralelo ao plano de junção PN. É um tipo de laser emissor de superfície. A luz do laser emissor de borda EEL é emitida horizontalmente a partir da borda do chip. Comparado ao EEL, o VCSEL possui um processo de produção mais econômico e uma resposta mais rápida, por isso substituiu os tradicionais lasers emissores de borda em cada vez mais aplicações.
VCSELs, ou lasers emissores de superfície de cavidade vertical, são um tipo de diodo laser semicondutor que emite luz em uma direção vertical perpendicular ao plano do chip. Eles são amplamente utilizados em diversas aplicações, como comunicações ópticas, detecção e armazenamento de dados, entre outras. Entretanto, antes que esses VCSELs possam ser usados nessas aplicações, eles exigem uma série de testes para determinar seus parâmetros e garantir sua confiabilidade.
aplicativo:
Com o desenvolvimento da optoeletrônica e da tecnologia da informação, especialmente após atualizações de equipamentos e melhorias de processos, a VCSEL obteve grande progresso tanto em desempenho quanto em aplicação. Devido às suas vantagens, como corrente de baixo limiar, comprimento de onda operacional estável, boa qualidade de feixe e fácil integração unidimensional e bidimensional, o VCSEL tem sido amplamente utilizado em comunicações ópticas, displays de laser, armazenamento óptico, eletrônicos de consumo e outros campos.
Estrutura:
O laser emissor de superfície de cavidade vertical (VCSEL) tem uma estrutura semicondutora complexa, mas sua estrutura de embalagem é geralmente mais simples. Ao contrário dos diodos laser emissores de borda, o EEL precisa ser dividido em barras para detectar se está bom ou não, enquanto o VCSEL pode detectar o chip antes de embalar e peneirar o produto, reduzindo significativamente o custo de risco do produto. Existem três processos de inspeção no processo de produção do VCSEL, e todos os três processos requerem uma fonte de corrente pulsada para testar o dispositivo. Uma solução de teste rápida, flexível e de alta precisão é crucial para reduzir o custo dos testes.
Os dispositivos VCSEL são amplamente utilizados em reconhecimento facial 3D e detecção de distância. Quando matrizes VCSEL são usadas em módulos TOF, especialmente sistemas dTOF como LiDAR, a potência de pico, corrente operacional, tensão operacional, eficiência de conversão, características ópticas de campo próximo e campo distante do VCSEL em condições de pulso estreito são muito importantes para fornecedores de chips , provedores de serviços de embalagem, integradores de módulos, etc.
Matrizes VCSEL e VCSEL, incluindo os principais parâmetros técnicos de desempenho elétrico de vários testes padrão de diodo laser, como queda de tensão direta de diodo laser (VF), teste de ponto KinK/teste de linearidade (dL/dI), corrente limite (lth), potência óptica de saída (Po) e eficiência de declive (Es).
O teste LIV é uma maneira rápida e fácil de determinar os principais parâmetros de desempenho dos VCSELs. Ele combina duas curvas de medição em um gráfico. A curva L/I mostra a dependência da intensidade da luz do laser na corrente operacional e é usada para determinar o ponto operacional e a corrente limite. A curva V/I mostra a tensão aplicada ao laser em função da corrente operacional. Através do teste LIV (intensidade de luz-corrente-tensão), a maioria das características dos parâmetros elétricos e a potência óptica de saída ideal do VCSEL podem ser avaliadas.
Quanto mais estreita for a largura de pulso do laser emitida pelo radar, maior será a precisão do alcance; quanto maior o pico de potência óptica, geralmente até 100 watts, maior será a distância de teste. Portanto, é fundamental estudar chips VCSEL de potência óptica de alto pico com alta corrente de injeção. Lasers de alta potência geram calor intenso quando alimentados por CC ou pulsos largos, e os efeitos especiais do laser são muito afetados pela temperatura. Os resultados do teste sob pulsos CC ou largos não podem refletir as características do dispositivo. Portanto, para medir o desempenho dos dispositivos VCSEL em cenários reais de trabalho, é necessário equipamento de teste com capacidade de condução e teste de microssegundos ou mesmo nanossegundos para testá-los, o que não é atendido pelos instrumentos tradicionais de teste de CC ou pulso largo.
Parâmetros
1. Corrente limite: A corrente mínima necessária para iniciar o laser.
2. Potência de saída: A potência do feixe de laser emitido pelo VCSEL.
3. Comprimento de onda: A cor do feixe de laser, que determina a frequência da luz emitida.
4. Largura espectral: A faixa de comprimentos de onda emitidos pelo VCSEL em uma determinada potência de saída.
5. Largura de banda de modulação: A frequência máxima na qual o VCSEL pode modular sua potência de saída.
Testes
1. Curva LI: Este teste mede as características de corrente versus potência de saída dos VCSELs. É usado para determinar a corrente limite e avaliar a eficiência energética do VCSEL em diferentes níveis de potência.
2. Medição espectral: Um espectrômetro é usado para medir as características espectrais do VCSEL, incluindo o comprimento de onda e a largura espectral. Este teste é importante para determinar a compatibilidade do VCSEL com outros componentes e sistemas ópticos.
3. Análise do diagrama ocular: Este teste mede a qualidade do sinal óptico analisando a forma de onda do sinal. É usado para determinar a largura de banda de modulação e a taxa de erro de bit do VCSEL.
4. Testes de confiabilidade: Esses testes são usados para avaliar a confiabilidade de longo prazo dos VCSELs sob diversas condições operacionais, como temperatura, umidade e estresse. O teste de confiabilidade mais comum é o teste de combustão, onde o VCSEL é submetido a envelhecimento acelerado para simular a vida útil do dispositivo.
Concluindo, os VCSELs são importantes diodos laser semicondutores que requerem uma série de testes para determinar seus parâmetros e garantir sua confiabilidade. Os parâmetros mais críticos dos VCSELs incluem corrente limite, potência de saída, comprimento de onda, largura espectral e largura de banda de modulação, enquanto os testes mais importantes incluem medição de curva LI, medição espectral, análise de diagrama ocular e testes de confiabilidade. Esses testes garantem que os VCSELs atendam aos requisitos de desempenho e confiabilidade de diferentes aplicações.
A Brandnew pode fornecer o VCSEL em diferentes pacotes:
Pacote TO:Os diodos laser VCSEL em um invólucro TO hermeticamente selado permitem fácil manuseio do diodo laser e são adequados para operação em condições ambientais exigentes. Um diodo Z adicional protege o diodo laser contra danos devido a descarga eletrostática (ESD). Os VCSELs também passam por uma queima para estabilizar os lasers.
Pacote SMD: Os diodos laser VCSEL são projetados para serem montados na superfície de uma placa de circuito impresso (PCB) ou outro substrato eletrônico. A embalagem SMD permite fácil integração em sistemas eletrônicos, tornando-os adequados para diversas aplicações. BrandNew pode fornecer pacotes SMD 7060, 3535.
VCSEL DIE: Também BrandNew pode fornecer VCSEL die para os usuários. Comprimento de onda: 638nm, 808nm, 850nm, 940nm; Potência: Do nível mW ao nível kW
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