Description
Le laser à cavité verticale et à émission de surface (VCSEL) est un laser à semi-conducteur dont la direction d'émission laser est perpendiculaire au plan de jonction PN et dont le plan de la cavité résonante est parallèle au plan de jonction PN. C'est un type de laser à émission de surface. La lumière du laser à émission de bord EEL est émise horizontalement depuis le bord de la puce. Comparé à l'EEL, le VCSEL a un processus de production plus économique et une réponse plus rapide, il a donc remplacé les lasers à émission de bord traditionnels dans de plus en plus d'applications.
Les VCSEL, ou lasers à émission de surface à cavité verticale, sont un type de diode laser à semi-conducteur qui émet de la lumière dans une direction verticale perpendiculaire au plan de la puce. Ils sont largement utilisés dans diverses applications telles que les communications optiques, la détection et le stockage de données, entre autres. Cependant, avant que ces VCSEL puissent être utilisés dans ces applications, ils nécessitent une série de tests pour déterminer leurs paramètres et garantir leur fiabilité.
application:
Avec le développement de l'optoélectronique et des technologies de l'information, en particulier après la mise à niveau des équipements et l'amélioration des processus, VCSEL a réalisé de grands progrès en termes de performances et d'applications. En raison de ses avantages tels qu'un faible courant de seuil, une longueur d'onde de fonctionnement stable, une bonne qualité de faisceau et une intégration unidimensionnelle et bidimensionnelle facile, le VCSEL a été largement utilisé dans les communications optiques, les écrans laser, le stockage optique, l'électronique grand public et d'autres domaines.
Structure:
Le laser à cavité verticale et à émission de surface (VCSEL) possède une structure semi-conductrice complexe, mais sa structure de conditionnement est généralement plus simple. Contrairement aux diodes laser à émission périphérique, l'EEL doit être scindé en barres pour détecter si elle est bonne ou non, tandis que le VCSEL peut détecter la puce avant l'emballage et filtrer le produit, réduisant ainsi considérablement le coût de risque du produit. Il existe trois processus d'inspection dans le processus de production du VCSEL, et tous trois nécessitent une source de courant pulsé pour tester l'appareil. Une solution de test rapide, flexible et de haute précision est essentielle pour réduire le coût des tests.
Les appareils VCSEL sont largement utilisés dans la reconnaissance faciale 3D et la détection de distance. Lorsque les matrices VCSEL sont utilisées dans les modules TOF, en particulier les systèmes dTOF tels que LiDAR, la puissance de crête, le courant de fonctionnement, la tension de fonctionnement, l'efficacité de conversion, les caractéristiques optiques en champ proche et en champ lointain du VCSEL dans des conditions d'impulsion étroites sont très importantes pour les fournisseurs de puces. , prestataires de services de packaging, intégrateurs de modules, etc.
Réseaux VCSEL et VCSEL, y compris les paramètres techniques clés de performance électrique de divers tests standard de diode laser, tels que la chute de tension directe (VF) de diode laser, le test de point KinK/test de linéarité (dL/dI), le courant de seuil (lth), la puissance optique de sortie. (Po) et efficacité de la pente (Es).
Les tests LIV sont un moyen rapide et simple de déterminer les paramètres de performance clés des VCSEL. Il combine deux courbes de mesure dans un seul graphique. La courbe L/I montre la dépendance de l'intensité lumineuse du laser sur le courant de fonctionnement et est utilisée pour déterminer le point de fonctionnement et le courant de seuil. La courbe V/I montre la tension appliquée au laser en fonction du courant de fonctionnement. Grâce aux tests LIV (intensité lumineuse-courant-tension), la plupart des caractéristiques des paramètres électriques et la puissance optique de sortie optimale du VCSEL peuvent être évaluées.
Plus la largeur d'impulsion laser émise par le radar est étroite, plus la précision de la télémétrie est élevée ; plus la puissance optique maximale est élevée, généralement jusqu'à 100 watts, plus la distance de test est longue. Par conséquent, il est essentiel d’étudier les puces VCSEL à puissance optique de crête élevée avec un courant d’injection élevé. Les lasers haute puissance génèrent une chaleur importante lorsqu'ils sont alimentés par du courant continu ou des impulsions larges, et les effets spéciaux du laser sont fortement affectés par la température. Les résultats des tests sous courant continu ou impulsions larges ne peuvent pas refléter les caractéristiques de l'appareil. Par conséquent, afin de mesurer les performances des dispositifs VCSEL dans des scénarios de travail réels, un équipement de test doté de capacités de pilotage et de test de l'ordre de la microseconde, voire de la nanoseconde, est nécessaire pour les tester, ce qui n'est pas satisfait par les instruments de test traditionnels à courant continu ou à impulsions larges.
Paramètres
1. Courant de seuil : Le courant minimum requis pour lancer l’effet laser.
2. Puissance de sortie : La puissance du faisceau laser émis par le VCSEL.
3. Longueur d'onde : La couleur du faisceau laser, qui détermine la fréquence de la lumière émise.
4. Largeur spectrale : la plage de longueurs d'onde émises par le VCSEL à une puissance de sortie donnée.
5. Bande passante de modulation : fréquence maximale à laquelle le VCSEL peut moduler sa puissance de sortie.
Essais
1. Courbe LI : ce test mesure les caractéristiques de courant par rapport à la puissance de sortie des VCSEL. Il est utilisé pour déterminer le courant de seuil et pour évaluer l'efficacité énergétique du VCSEL à différents niveaux de puissance.
2. Mesure spectrale : Un spectromètre est utilisé pour mesurer les caractéristiques spectrales du VCSEL, y compris la longueur d'onde et la largeur spectrale. Ce test est important pour déterminer la compatibilité du VCSEL avec d'autres composants et systèmes optiques.
3. Analyse du diagramme oculaire : Ce test mesure la qualité du signal optique en analysant la forme d'onde du signal. Il est utilisé pour déterminer la bande passante de modulation et le taux d'erreur binaire du VCSEL.
4. Tests de fiabilité : ces tests sont utilisés pour évaluer la fiabilité à long terme des VCSEL dans diverses conditions de fonctionnement telles que la température, l'humidité et les contraintes. Le test de fiabilité le plus courant est le test de rodage, dans lequel le VCSEL est soumis à un vieillissement accéléré pour simuler la durée de vie de l'appareil.
En conclusion, les VCSEL sont d'importantes diodes laser à semi-conducteurs qui nécessitent une série de tests pour déterminer leurs paramètres et garantir leur fiabilité. Les paramètres les plus critiques des VCSEL incluent le courant de seuil, la puissance de sortie, la longueur d'onde, la largeur spectrale et la bande passante de modulation, tandis que les tests les plus importants incluent la mesure de la courbe LI, la mesure spectrale, l'analyse du diagramme oculaire et les tests de fiabilité. Ces tests garantissent que les VCSEL répondent aux exigences de performances et de fiabilité des différentes applications.
Brandnew peut fournir le VCSEL dans différents packages :
Emballage TO : les diodes laser VCSEL dans un boîtier TO hermétiquement fermé permettent une manipulation aisée de la diode laser et sont adaptées à un fonctionnement dans des conditions ambiantes exigeantes. Une diode Z supplémentaire protège la diode laser des dommages dus aux décharges électrostatiques (ESD). Les VCSEL subissent également un rodage pour stabiliser les lasers.
Emballage SMD : les diodes laser VCSEL sont conçues pour être montées en surface sur une carte de circuit imprimé (PCB) ou un autre substrat électronique. Le boîtier CMS permet une intégration facile dans les systèmes électroniques, ce qui les rend adaptés à une variété d'applications. BrandNew peut fournir des packages tels que 7060, 3535 SMD.
VCSEL DIE : BrandNew peut également fournir des matrices VCSEL aux utilisateurs. Longueur d'onde : 638 nm, 808 nm, 850 nm, 940 nm ; Puissance : du niveau mW au niveau kW
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