説明
垂直共振器面発光レーザ (VCSEL) は、レーザ放射方向が PN 接合面に垂直で、共振器面が PN 接合面に平行な半導体レーザです。面発光レーザーの一種です。 EEL端面発光レーザーの光はチップ端から水平方向に放射されます。 EEL と比較して、VCSEL はより経済的な製造プロセスとより高速な応答を備えているため、ますます多くのアプリケーションで従来の端面発光レーザーに取って代わられています。
VCSEL (垂直共振器面発光レーザー) は、チップの平面に垂直な垂直方向に光を放射する半導体レーザー ダイオードの一種です。これらは、光通信、センシング、データストレージなどのさまざまなアプリケーションで広く使用されています。ただし、これらの VCSEL をこれらのアプリケーションで使用する前に、パラメーターを決定し、信頼性を確認するための一連のテストが必要です。
応用：
オプトエレクトロニクスと情報技術の発展に伴い、特に機器のアップグレードとプロセスの改善により、VCSEL は性能と用途の両方で大きな進歩を遂げました。 VCSEL は、低い閾値電流、安定した動作波長、良好なビーム品質、容易な 1 次元および 2 次元集積化などの利点により、光通信、レーザー ディスプレイ、光ストレージ、家庭用電化製品およびその他の分野で広く使用されています。
構造：
垂直共振器型面発光レーザー (VCSEL) は複雑な半導体構造を持っていますが、パッケージ構造は一般に単純です。端面発光レーザー ダイオードとは異なり、EEL は良品か不良品かを検出するためにバーに切断する必要がありますが、VCSEL はパッケージング前にチップを検出して製品をスクリーニングできるため、製品のリスク コストが大幅に削減されます。 VCSEL の製造プロセスには 3 つの検査プロセスがあり、3 つのプロセスすべてでデバイスをテストするためにパルス電流源が必要です。テストのコストを削減するには、高速、柔軟、高精度のテスト ソリューションが不可欠です。
VCSEL デバイスは、3D 顔認識と距離感知に広く使用されています。 VCSEL アレイが TOF モジュール、特に LiDAR などの dTOF システムで使用される場合、狭パルス条件での VCSEL のピーク電力、動作電流、動作電圧、変換効率、ニアフィールドおよびファーフィールドの光学特性は、チップサプライヤーにとって非常に重要です。 、パッケージングサービスプロバイダー、モジュールインテグレーターなど。
VCSEL および VCSEL アレイには、レーザー ダイオード順方向電圧降下 (VF)、KinK 点テスト/直線性テスト (dL/dI)、しきい値電流 (lth)、出力光パワーなど、さまざまなレーザー ダイオード標準テストの主要な電気的性能技術パラメータが含まれます。 (Po) およびスロープ効率 (Es)。
LIV テストは、VCSEL の主要な性能パラメータを決定するための迅速かつ簡単な方法です。 2 つの測定曲線を 1 つのグラフに結合します。 L/I 曲線は、動作電流に対するレーザーの光強度の依存性を示し、動作点としきい値電流を決定するために使用されます。 V/I 曲線は、レーザーに印加される電圧を動作電流の関数として示します。 LIV (光強度-電流-電圧) テストを通じて、VCSEL のほとんどの電気パラメータ特性と最適な光出力パワーを評価できます。
レーダーが出力するレーザーパルス幅が狭いほど、測距精度は高くなります。ピーク光パワーが大きいほど (通常は最大 100 ワット)、テスト距離は長くなります。したがって、高い注入電流を備えた高ピーク光出力 VCSEL チップを研究することが重要です。高出力レーザーは、DC またはワイドパルスで駆動されると激しい熱を発生し、レーザーの特殊効果は温度に大きく影響されます。 DC または幅の広いパルスでのテスト結果はデバイスの特性を反映できません。したがって、実際の動作シナリオで VCSEL デバイスの性能を測定するには、マイクロ秒、さらにはナノ秒の駆動およびテスト機能を備えたテスト装置が必要ですが、これは従来の DC またはワイドパルステスト装置では対応できません。
パラメータ
1. 閾値電流: レーザー発振を開始するために必要な最小電流。
2. 出力パワー: VCSEL から放射されるレーザー光のパワー。
3. 波長: レーザー ビームの色。これにより、放射される光の周波数が決まります。
4. スペクトル幅: 所定の出力パワーで VCSEL によって放射される波長の範囲。
5. 変調帯域幅: VCSEL が出力電力を変調できる最大周波数。
テスト
1. LI 曲線: このテストは、VCSEL の電流対出力電力特性を測定します。これは、しきい値電流を決定し、さまざまな電力レベルでの VCSEL の電力効率を評価するために使用されます。
2. スペクトル測定: 分光計を使用して、波長やスペクトル幅などの VCSEL のスペクトル特性を測定します。このテストは、VCSEL と他の光学コンポーネントおよびシステムとの互換性を判断するために重要です。
3. アイ ダイアグラム分析: このテストでは、信号の波形を分析することによって光信号の品質を測定します。これは、VCSEL の変調帯域幅とビット誤り率を決定するために使用されます。
4. 信頼性テスト: これらのテストは、温度、湿度、ストレスなどのさまざまな動作条件下での VCSEL の長期信頼性を評価するために使用されます。最も一般的な信頼性テストはバーンイン テストです。このテストでは、デバイスの寿命をシミュレートするために VCSEL に加速エージングが行われます。
結論として、VCSEL はパラメータを決定し信頼性を確保するために一連のテストを必要とする重要な半導体レーザー ダイオードです。 VCSEL の最も重要なパラメータには、しきい値電流、出力パワー、波長、スペクトル幅、変調帯域幅が含まれ、最も重要なテストには、LI 曲線測定、スペクトル測定、アイ ダイアグラム解析、および信頼性テストが含まれます。これらのテストにより、VCSEL がさまざまなアプリケーションのパフォーマンスと信頼性の要件を満たしていることが確認されます。
Brandnew は、さまざまなパッケージで VCSEL を提供できます。
TO パッケージ: 密閉された TO ハウジング内の VCSEL レーザー ダイオードにより、レーザー ダイオードの取り扱いが容易になり、厳しい周囲条件での動作に適しています。追加の Z ダイオードは、静電気放電 (ESD) による損傷からレーザー ダイオードを保護します。 VCSEL は、レーザーを安定させるためにバーンインも行われます。
SMD パッケージ:VCSEL レーザー ダイオードは、プリント基板 (PCB) または別の電子基板に表面実装されるように設計されています。 SMD パッケージにより電子システムへの統合が容易になり、さまざまな用途に適しています。 BrandNew は 7060、3535 SMD パッケージなどを供給できます。
VCSEL DIE:BrandNew はユーザーに VCSEL ダイを供給することもできます。波長: 638nm、808nm、850nm、940nm;電力: mW レベルから kW レベルまで
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