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        縱觀光傳感應(yīng)用市場(chǎng)，應(yīng)用場(chǎng)景正在朝復(fù)雜化和多樣化的方向發(fā)展，各種應(yīng)用對(duì)VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）光源的光束形態(tài)、光功率、散熱管理和驅(qū)動(dòng)相應(yīng)時(shí)間等方面的性能提出了更高的要求。

VCSEL示意圖

        為了滿足越來越復(fù)雜化和多樣化的需求，最近，瑞識(shí)科技（RAYSEES）開發(fā)出了一款背發(fā)光（Bottom-Emitting）微透鏡集成VCSEL芯片。通過背發(fā)光的方式，這款VCSEL比頂部發(fā)光的方式具有更加優(yōu)秀的光學(xué)集成特性，成本更低、性能更好，且量產(chǎn)集成更加快捷。這款VCSEL還在芯片襯底處集成了微透鏡，并采用了倒裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用場(chǎng)景包括車載激光雷達(dá)、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和消費(fèi)電子等領(lǐng)域。

        瑞識(shí)科技成立于2018年5月，是一家擁有國際領(lǐng)先的光學(xué)集成封裝、光電系統(tǒng)整合優(yōu)化、光芯片設(shè)計(jì)和算法研發(fā)等核心技術(shù)的高科技企業(yè)，致力于為激光雷達(dá)、智能駕駛、醫(yī)療健康、智能硬件、人臉識(shí)別等領(lǐng)域提供光學(xué)和光芯片解決方案。

        以往的頂部發(fā)光VCSEL芯片需要進(jìn)行打線（Wiring Bonding）封裝，瑞識(shí)科技的這款背發(fā)光VCSEL芯片，其P極和N級(jí)在芯片的同一側(cè)，可以直接貼在基板（Sub-mount）的正負(fù)極上，這樣就降低了封裝的難度和成本。這款VCSEL芯片襯底上集成的微透鏡，可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，對(duì)發(fā)散角進(jìn)行調(diào)節(jié)，甚至可以達(dá)到準(zhǔn)直的水平，這樣就為一些需要集成準(zhǔn)直透鏡的光傳感應(yīng)用省去了一筆成本費(fèi)用。

        這款VCSEL芯片集成的微透鏡，是通過光刻技術(shù)，在襯底上刻蝕出的微透鏡單元。也就是說，微透鏡可以由代工廠在芯片量產(chǎn)過程中，當(dāng)作一道工藝步驟統(tǒng)一完成。這樣就可以將芯片制造和光學(xué)集成交由同一家代工廠完成，減少了中間環(huán)節(jié)，就可以提高量產(chǎn)的良品率。

瑞識(shí)科技背發(fā)光VCSEL芯片產(chǎn)品實(shí)拍。左：p極與n極同位于芯片頂部；右：芯片底部刻蝕微透鏡。

        在上升沿和下降沿方面，瑞識(shí)科技的這款VCSEL芯片具有更快的相應(yīng)時(shí)間，同時(shí)，峰值光功率也更高，這對(duì)車載激光雷達(dá)等應(yīng)用來說，是相當(dāng)重要的參數(shù)指標(biāo)。在VCSEL芯片上直接集成微透鏡還有兩個(gè)好處，一是可以大幅降低光學(xué)集成器件的厚度，二是可以提高光學(xué)性能。對(duì)于一些在空間要求上非常苛刻的應(yīng)用，比如智能手機(jī)和VR/AR設(shè)備來說，將具有更好的適用性。

相比于p極和n極分別位于芯片兩端的頂發(fā)光VCSEL（右），采用背發(fā)光襯底集成微透鏡的VCSEL芯片（左）有源區(qū)更加靠近基板，更利于芯片散熱

        另外，這款背發(fā)光VCSEL芯片的封裝形式還可以采用倒裝（Flip-Chip），可以顯著降低采用打線封裝帶來的寄生電感，對(duì)于窄脈寬型電流驅(qū)動(dòng)具有更好的適配性，峰值光功率更高。瑞識(shí)科技的背發(fā)光VCSEL芯片有源區(qū)離封裝基板更近，因而具有更好的散熱效率，從而可以達(dá)到更高的光效。

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