安博体育电竞

安博体育电竞

新聞中心

産品分類

熱門關鍵詞

聯系我們

安博体育电竞半導體科技有限公司

地址:江蘇省泰州市姜堰區揚帆創業園

電話:0523-82510253

傳真:0523-82510253

E-mail:sales@jylvluo.cn

網址:


行業資訊

您的當前位置: 主頁 > 新聞中心 > 行業資訊 > 正文

你不可不知關于VCSEL的幾個基本原理

發布日期:2017-10-09 作者:admin 點擊:

       在介绍VCSEL技术之前,这几个基本原理与名词你不可不知,知道了这些基本知识,关于VCSEL的技术原理就非常简单了。

光的反射折射與折射率:

       我们小时候都有做过光的反射与折射实验,尤其是筷子在水里面感觉好像被折了一段一样原因就是光的折射,折射率越大,偏折越厉害,原因是光在介质的速度变慢了,介质的折射率大小,与光在介质中的速度成反比,光在介质中的速度(v)愈大,则介质的折射率(n)愈小;光在介质中的速度(v)愈小,则介质的折射率(n)愈大。
實驗證實光在介質中的速度(v)依次爲:v(氣體)>v(液體)>v(單晶固體)>v(非晶固體)。所以光在介質的折射率(n)依次爲:n(氣體)<n(液體)<n(單晶固體)<n(非晶固體)。

DBR(Distributed Bragg Reflector)分布布拉格反光镜

沿着光前进的方向上设计出特别的不同折射率材料交替的膜层,膜层厚度是该材料四分之一发光波长厚度(λ/4n, λ是纯光波长,n是该材料的折射率),形成折射率大(n大)、折射率小(n小)、折射率大(n大)、折射率小(n小)…的周期性结构,如图二(a)所示,称为「DBR光栅(Grating)」。光波在光栅中前进的时候,遇到折射率大的介质时,光的速度变慢;遇到折射率小的介质时,光的速度变快,光波在不同折射率之间的接口都会发生反射与折射,科学家经过复杂的光学计算发现,DBR光栅可以使「不纯的入射光(波长范围较大)」变成「较纯的反射光或穿透光(波长范围较小)」,如图一(b)所示,换句话说,DBR光栅的主要功能就是「使光变纯(波长范围变小)与控制光的反射与穿透比率」,激光二极管(LD)的光很纯,发光二极管(LED)的光不纯,显然激光二极管内一定有DBR光栅的结构,当然LED为了增加亮度,也有在研磨抛光蓝宝石背面之后镀上DBR反射层,可以增加2~3%的亮度。 
安博体育电竞
                                                                       图一 分布布拉格反射镜DRR原理示意图
>>激光的諧振效應(Resonance):

       激光的发光区就是它的「谐振腔(Cavity)」,谐振腔其实可以使用一对镜子组成,如图二所示,使光束在左右两片镜子之间来回反射,不停地通过发光区吸收光能,最后产生谐振效应,使光的能量放大,一般激光二极管的两片镜子就是用DBR镀膜来控制谐振腔的谐振效应。

>>激光二極管的電激發光(EL:Electroluminescence):

       我们以「砷化镓激光二极管(GaAs laser diode)」为例,先在砷化镓激光二极管芯片(大约只有一粒砂子的大小)上下各蒸镀一层金属电极,对着芯片施加电压,当芯片吸收电能产生「能量激发(Pumping)」,则会发出某一种波长(颜色)的光。发射出来的光经由左右两个反射镜来回反射产生「谐振放大(Resonance)」,由于右方的反射镜设计可以穿透一部分的光,所以高能量的激光光束就会由右方穿透射出,如图二所示。
安博体育电竞

                                                                  图三 激光二级管发射激光的原理示意图

VCSEL制程到底難嗎?

除了上面的基本知識,這些與LED技術相似的制程術語你也必須知道,我在此不再多解釋,他們是MOCVD(有機氣相外延沈積)與MBE(分子束外延)外延技術,光刻技術決定芯片圖形與尺寸,ICP-RIE(電感耦合反應離子刻蝕)技術刻蝕出發光平台(Mesa),氧化制程讓諧振腔定義出最佳的VCSEL光電特性,鈍化絕緣制程讓暴露的半導體材料不受空氣與水汽影響可靠度,最後研磨與切割變成一顆顆芯片,再進行測試與出貨給封裝廠,由于結構上跟紅黃LED芯片類似,是上下電極垂直結構,所以一般是先測試芯片特性再進行切割與最後分選。圖三就是VCSEL的芯片與封裝示意圖,做LED的人有沒有似曾相識的感覺呢?
目前主流的VCSEL是To-can封装与阵列封装,尤其在高功率传感系统(车用市场)里面需要用到倒装flip chip的阵列封装。
安博体育电竞
 
                                                                                      图三 VCSEL的芯片与封装示意图

    

在線客服
  • 客戶服務
安博体育电竞

掃描二維碼

分享
友情链接:环球体育平台网址  竞技宝登陆  雷竞技手机版  2021欧洲杯竞猜  米乐体育登录