VCSEL 레이저 다이오드

EEL 레이저를 VCSEL과 비교할 때 VCSEL을 여러 면에서 우수한 기술로 만드는 몇 가지 명확한 차이점이 있습니다.

구조와 기능:

가장 눈에 띄는 차이점 중 하나는 구조에 있습니다. EEL 레이저는 얇고 길며 가장자리에서 빛을 방출하므로 확장성과 성능 일관성이 제한됩니다. 반면 VCSEL은 크기가 작고 표면에서 빛을 방출하므로 성능 일관성을 유지하면서 대량 생산이 더 쉽습니다. 좁은 빨대와 넓게 열린 깔때기를 비교하는 것과 같으며, 디자인의 차이가 기능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

전력 효율성:

전력 소비 측면에서는 VCSEL 레이저가 훨씬 앞서 있습니다. EEL 레이저보다 훨씬 적은 전력을 소비하므로 효율적인 성능이 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 이는 에너지 효율성에 대한 관심이 높아지고 있는 데이터 센터 및 가전 제품에서 특히 중요합니다. 더 적은 에너지로 동일하거나 더 나은 결과를 얻을 수 있는데 왜 에너지를 낭비합니까?

광통신 성능:

VCSEL 기술은 광통신 분야에서도 주목을 받고 있습니다. EEL 레이저보다 더 빠르고 효율적으로 데이터를 전송할 수 있는 VCSEL은 고속 데이터 전송을 위한 솔루션으로 자리잡고 있습니다. 이는 빠르고 안정적인 데이터 교환에 점점 더 의존하고 있는 세계에서 중요합니다.

VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Lasers)은 다른 유형의 레이저에 비해 다양한 장점을 제공합니다. 이러한 장점은 다음과 같습니다: 주소 지정이 가능한 어레이에 설계 유연성을 제공하는 표면 방출; 레이저 파장의 낮은 온도 의존성; 우수한 신뢰성; 웨이퍼 레벨 제조 공정. 이러한 기능으로 인해 VCSEL은 기존 엣지 방출 다이오드 레이저 및 LED보다 광범위한 응용 분야에 더 적합합니다. BrandNewTech VCSEL 기술에는 에피택셜 구조 및 칩 설계, 에피택셜 성장, 프런트엔드 및 백엔드 처리, 패키징, 고급 테스트 및 시뮬레이션이 포함됩니다. VCSEL은 오늘날 단거리 링크, 상호 연결 및 로컬 네트워크(LAN, SANS 등)에서 데이터 전송을 위한 확립된 광원입니다. 이러한 애플리케이션에서 VCSEL은 디지털 신호 전송을 위해 온-오프 변조됩니다. VCSEL의 아날로그 변조에 대한 최근 연구에 따르면 VCSEL은 이동 통신용 셀룰러 시스템의 안테나 원격에 사용되는 RoF(Radio-over-Fiber) 네트워크에서 RF 및 마이크로파 신호를 전송하는 데에도 적합한 광원입니다. 더 많은 장점이 있습니다. 고효율: VCSEL은 매우 효율적이며 상대적으로 낮은 입력 전력으로 많은 광 출력을 생성할 수 있습니다. 따라서 에너지 효율성이 중요한 다양한 응용 분야에 적합합니다. 저렴한 비용: VCSEL은 상대적으로 제조가 간단하므로 다른 유형의 레이저보다 생산 비용이 저렴합니다. 낮은 발열: VCSEL은 열을 거의 발생시키지 않으므로 열 방출이 중요한 소형 장치에 사용하기에 적합합니다. 높은 신뢰성: VCSEL은 높은 신뢰성과 긴 서비스 수명을 제공하므로 가동 중지 시간이 허용되지 않는 미션 크리티컬 애플리케이션에 적합합니다. 다양성: VCSEL은 다양한 파장에서 작동하도록 설계할 수 있으며 고속으로 변조할 수 있으므로 광범위한 응용 분야에 적합합니다.

VCSEL 기반 센서는 거리와 속도를 3차원으로 측정할 수 있으며 이미 전문가용 및 소비자용으로 대량 생산되고 있습니다. 이는 몇 가지 물리적 원리를 사용합니다. VCSEL은 감시 카메라의 적외선 조명으로 사용됩니다. 이미징 광학과 결합된 고출력 어레이는 수백 미터 범위에 걸쳐 장면에 균일한 조명을 제공합니다. Time-of-Flight 방법은 펄스 VCSEL을 낮은 듀티 사이클의 강렬한 단일 펄스 또는 펄스 트레인과 같은 광원으로 사용합니다. 배경 조명에 대한 민감도와 거리에 따른 신호의 강한 감쇠로 인해 최대 100m 거리에서는 수 와트의 레이저 출력이 필요합니다. VCSEL 어레이는 전력 확장성을 가능하게 하며 더 높은 전력 밀도에서 매우 짧은 펄스를 전달할 수 있습니다. 응용 분야는 스마트폰의 확장된 기능부터 산업용 센서, 운전자 지원 및 자율 주행을 위한 자동차 LiDAR에 이르기까지 다양합니다. 자가 혼합 간섭계는 공동으로 다시 산란되는 응집성 레이저 광자와 함께 작동합니다. 따라서 주변광에 둔감합니다. 이 방법은 최대 1미터 거리에서 매우 높은 정확도로 목표 속도와 거리를 측정하는 데 사용됩니다. 통합 포토다이오드와 격자 안정화 편광을 갖춘 단일 모드 VCSEL을 사용하면 매우 작고 비용 효과적인 제품을 만들 수 있습니다. 컴퓨터 입력 장치의 잘 알려진 애플리케이션 외에도 최대 250km/h의 자동차 대지 속도 측정과 같이 훨씬 더 높은 정밀도를 갖춘 새로운 애플리케이션도 조사되고 있습니다. 모든 측정 방법은 견고성, 온도 안정성, 통합 광학 및 전자 패키징의 가능성과 같은 알려진 VCSEL 특성을 활용합니다. 이로 인해 VCSEL 센서는 소비자 및 자동차 시장의 새로운 대규모 애플리케이션에 이상적으로 적합합니다.

현재 VCSEL은 주로 데이터 통신에 사용됩니다. VCSEL 시장은 스마트폰, LiDAR, 5G, IoT 장치 및 기술에 대한 수요가 변화하고 성장함에 따라 크게 성장할 것으로 예상됩니다. 단일 어레이에서 여러 개의 레이저를 만드는 것이 매우 쉽기 때문에 VCSEL은 전력이 와트와 킬로와트로 계속 올라가는 한 향후 수십 년 동안 이러한 유형의 신흥 기술에 사용할 수 있는 큰 잠재력을 갖게 될 것입니다. 특히 산업용 및 3D 감지 분야의 차세대 제품은 설계 및 성능 요구 사항을 충족하기 위해 VCSEL의 대규모 배포가 필요합니다. 2개 또는 3개의 VCSEL을 단일 칩에 결합하면 감지 애플리케이션에서 고정밀 속도 측정에 사용할 수 있습니다. 예를 들어 2017년에 출시된 iPhone X는 얼굴 인식을 활성화하기 위해 3개의 VCSEL을 사용했습니다. 획기적인 제품은 VCSEL이 단일 칩에 한 번에 수천 또는 수백만 개로 결합될 때 발생합니다. 1만 개의 VCSEL을 함께 결합하면 자율 주행 자동차와 같은 LiDAR 기술을 소비자가 광범위하게 채택할 수 있습니다.