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    應用

    仟目的產品在安防激光照明, 深度傳感,手勢與生物識別和工業機器視覺領域有各種各樣的應用

    仟目激光國內首發下一代TOF用3W大功率VCSEL

    摘要:仟目發布了第二代天樞系列高功率3D傳感VCSEL
    仟目激光繼2018年8月發布第一代高功率3D傳感VCSEL(垂直腔面發射激光器 Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)之后,近期又發布了第二代天樞系列高功率3D傳感VCSEL。在全溫度的范圍內,3W光功率VCSEL 峰值電光轉換效率(PCE)到達43%,在工作電流下PCE可保持在39.5%,代表了全球業界領先水平。

    仟目激光國內首發下一代TOF用3W大功率VCSEL

     

    (仟目激光下一代TOF用3W大功率VCSEL)
    作為未來的人臉識別、智能家居、智能安防、工業機器人等領域的關鍵光電芯片,VCSEL近年來一直以來受到多方關注。針對以上多種應用場景,仟目此前提供了第一代3D VCSEL,3D邊發射DFB芯片(光電轉換效率60%,下圖為激射的DFB芯片),以及照明源組件。
    仟目激光國內首發下一代TOF用3W大功率VCSEL
    對于每種半導體激光器件,都有一個光電轉換效率的極限。如同哈里在1960年百米跑進10秒之后,這40年來對極限的每0.01秒的推進都與無數的運動員的奮斗分不開。

    這20年來,VCSEL在應用了氧化物結構之后實現了轉換效率從10%向40%的一路提升,此后主流量產VCSEL芯片一直維持在35-40%左右。

    同理,在大功率激光器中應用的泵源芯片,光電轉換效率在突破70%之后很難在保證可靠性的條件向更高效率演進。


    此外,在高低溫下保證同樣的高效率,同時兼顧器件工業級可靠性和遠場(Far-field)/近場(Near-field)光源質量,這非??简炘O計團隊對材料特性的理解和整體結構的把控。

    仟目激光的研發總監楊旭博士提到,在去年8月份完成第一代VCSEL量產之后,公司就在構思下一代產品的演進。“光電功率器件不同于傳統集成電路半導體器件的設計,后者擁有整套的設計流程和仿真系統,有時可以通過局部的優化實現整體性能的提升。我們做的VCSEL是一種功率模擬器件,對某一層進行優化有時候反而會影響整體性能,所以對于產品性能提升需要在多個維度同時進行調整。如同讓一輛車跑的更快,需要同時對其內在動力系統和外觀風阻設計通盤考慮一樣。

    仟目激光國內首發下一代TOF用3W大功率VCSEL"當然這是大家一起努力的故事”
    仟目激光國內首發下一代TOF用3W大功率VCSEL

    (天樞1.2W的芯片的光電轉換效率在50°C下可達44%)

    據了解,仟目激光由一批海外歸國的業界最優秀的博士工程師團隊所組建,基于多年的經驗積累,仟目團隊重新設計并自主研發了性能優異的VCSEL芯片,并實現了工業級VCSEL的芯片量產。對于VCSEL芯片,光電轉換效率是一項關鍵的性能指標,更高的效率意味著更少的電能消耗,更低的工作溫度,輸出更高功率的激光,這對于消費電子至關重要。在這項關鍵指標上,仟目激光去年已經實現了VCSEL在0-50°C全工作溫度下,均到達40%的轉換效率,位于國際頭部水平。

    基于對于自身的嚴格要求,和對于性能完美的不斷追求,仟目持續不斷的進行著芯片研發領域的投入,在已有的芯片設計和工藝基礎上進行改進,做到“快速迭代,小步快跑”,積累了大量的經驗。目前從量產水平上,50°C的光電轉換效率可以到達44%,該性能指標已經達到甚至超越了世界一流工業級水平。

    仟目激光國內首發下一代TOF用3W大功率VCSEL
    (上圖:天樞二代芯片50°C下晶圓級PCE分布)

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    *https://www.osa-opn.org/

    同時,可靠性是反映芯片質量的另一個重要維度,它考驗了芯片的設計和工藝水平。仟目激光對于芯片的可靠性一直有著執著的追求,在大量的實驗中,仟目芯片經歷85°C環境高溫、高注入電流,能夠運行1000小時以上,等效工作時間大于32萬小時,且并未見到光功率的衰減(見下圖左)。芯片的百萬壞點數遠少于業界平均水平(見下圖右)。事實證明該芯片不僅可遠遠滿足消費級別的應用,其高可靠性更可以勝任安防和工業級三維機器視覺的應用。

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    誠于中者,形于外。仟目激光以誠達道,故而可以做出頂尖性能的芯片。同時仟目全體成員奮勇不止、砥礪前行,茍日新,日日新,又日新,唯有如此方能在日新月異的時代,以質量取勝,成為行業的中流砥柱。
     

     

     

     


     




     

     
     
     

     


     

     

     
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