在消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域，蘋果公司絕對稱得上“風向標”。iPhone 8雖然還未上市，但是其各項配置已經(jīng)引發(fā)行業(yè)各種猜想。其中，值得關(guān)注的一點是，iPhone 8將上線時下正熱的AR功能。其解決方案是，通過后置的3D激光系統(tǒng)傳感器，以提升對增強現(xiàn)實App更好的深度檢測，以及實現(xiàn)精準的自動對焦。

為此，蘋果公司特意研發(fā)一款VSCEL激光系統(tǒng)并將其整合至iPhone 8手機中，通過計算激光測距來實現(xiàn)更快的攝像頭對焦。此外，其還能實現(xiàn)精準的深度映射，從而有助于在AR上應(yīng)用。

 

 

關(guān)于激光系統(tǒng)的供應(yīng)商，之前傳聞Lumentum和Finisar公司將為蘋果公司提供VSCEL激光系統(tǒng)組件，而II-VI公司將提供相應(yīng)傳感器。

隨著發(fā)布時間的臨近，iPhone 8的相關(guān)傳聞也開始逐漸證實。

近日，美國Lumentum公司公布了其第四季度及全年財務(wù)業(yè)績。據(jù)OFweek激光網(wǎng)編輯了解發(fā)現(xiàn)，其3D感知產(chǎn)品銷量開始大幅增長，以滿足強勁的客戶需求。依據(jù)之前的傳聞和iPhone 8預(yù)計上市時間不難發(fā)現(xiàn)，Lumentum公司所講的客戶強勁需求，恐怕就是蘋果公司了。

由于可以預(yù)測，隨著iPhone 8手機的上市，VSCEL激光器也將迎來新一輪高增長期。如果后續(xù)國產(chǎn)品牌根據(jù)AR功能，相信VSCEL激光器需求將會更上一個臺階。

那么什么是VSCEL激光器？

垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，簡稱VCSEL，又譯垂直共振腔面射型激光）是一種半導(dǎo)體激光器，其激光垂直于頂面射出，與一般用切開的獨立芯片制成，激光由邊緣射出的邊射型激光有所不同。

 

 

垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）是一種垂直表面出光的新型激光器。與傳統(tǒng)邊發(fā)射激光器不同的結(jié)構(gòu)帶來了許多優(yōu)勢：小的發(fā)散角和圓形對稱的遠、近場分布使其與光纖的耦合效率大大提高，而不需要復(fù)雜昂貴的光束整形系統(tǒng)，現(xiàn)已證實與多模光纖的耦合效率竟能大于90％；光腔長度極短，導(dǎo)致其縱模間距拉大，可在較寬的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)單縱模工作，動態(tài)調(diào)制頻率高；腔體積減小使得其自發(fā)輻射因子較普通端面發(fā)射激光器高幾個數(shù)量級，這導(dǎo)致許多物理特性大為改善；可以在片測試，極大地降低了開發(fā)成本；出光方向垂直襯底，可以很容易地實現(xiàn)高密度二維面陣的集成，實現(xiàn)更高功率輸出，并且因為在垂直于襯底的方向上可并行排列著多個激光器，所以非常適合應(yīng)用在并行光傳輸以及并行光互連等領(lǐng)域，它以空前的速度成功地應(yīng)用于單通道和并行光互聯(lián)，以它很高的性能價格比，在寬帶以太網(wǎng)、高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中得到了大量的應(yīng)用；最吸引人的是它的制造工藝與發(fā)光二極管(LED)兼容，大規(guī)模制造的成本很低。

VSCEL激光器市場有多大？

鑒于VCSEL在光數(shù)據(jù)通信和傳感等傳統(tǒng)領(lǐng)域，以及紅外照明、泵浦和工業(yè)加熱等新興領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景，VCSEL市場將會步入一個高速發(fā)展時期。

 

 

據(jù)Marketsand Markets公司預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計2020年將達到21.053億美元。隨著數(shù)據(jù)分析和云端辦公室方案所需數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，數(shù)據(jù)通信對VCSEL的需求將會迅猛增長，同時，泵浦和激光加熱領(lǐng)域?qū)Υ蠊β蔞CSEL的需求也在增加。

VSCEL激光器相關(guān)進展：

2013年，德國VCSEL制造商VI系統(tǒng)公司和美國伊利諾伊大學電氣和計算機工程系聯(lián)合在Photonics West大會上展示基于VI系統(tǒng)專利晶圓技術(shù)制造的新的單模光子晶體VCSEL激光器。光子晶體VCSEL可以支持低至5.4kA/平方厘米的工作電流，3dB帶寬可以達到18GHz，可以支持25Gbps速率下OM4多模光纖1公里傳輸，接收功率可以低至70微瓦。

2014年，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所大功率激光研究組開發(fā)出了利用4個高功率垂直腔面發(fā)射半導(dǎo)體激光器（VCSEL）單管串接形成的百瓦級980nm波段高功率準列陣模塊。

2015年，德國Vertilas公司推出氣體傳感器用VCSEL產(chǎn)品，具有多種波長，滿足大多數(shù)常用有害氣體的探測要求。VCSEL激光器用于氣體探測具有很高的電流依賴性，通常有4nm可調(diào)諧波長范圍，因此特別適合用于TDLAS的測量方式。

2016年，加州大學洛杉磯分校（UCLA）電子工程系副教授本杰明·威廉姆斯帶領(lǐng)的團隊（包括諾斯羅普·格魯曼公司航空航天系統(tǒng)的工程師），借助于UCLA的納米電子研究設(shè)施，成功研發(fā)了第一個太赫茲垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL）。

國內(nèi)VSCEL激光器現(xiàn)狀：

在光通訊領(lǐng)域，VSCEL激光器應(yīng)用已經(jīng)成為趨勢，但是目前有能力推出商業(yè)化產(chǎn)品方面的也就是光迅科技。5G以及物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，帶來流量數(shù)據(jù)爆炸式增長，對于高速低功耗器件需求越來越高。VSCEL激光器前景非常廣闊，而國內(nèi)在芯片生產(chǎn)方面還沒有擺脫技術(shù)限制，仍然受制于人。

而在消費電子領(lǐng)域，目前國內(nèi)還沒有一家具有量產(chǎn)的能力。近日，由陳曉遲帶領(lǐng)的團隊，以硅谷為研發(fā)中心，以國內(nèi)為生產(chǎn)基地，預(yù)計將于明年第二季度實現(xiàn)垂直腔面發(fā)射激光器大批量生產(chǎn)。

 

 

在科研方面，據(jù)了解吉林大學、長春理工大學、北京郵電大學、廈門大學、中科院半導(dǎo)體所、華中科技大學等都對VSCEL激光器進行了不同層面的研究。但是，其行業(yè)技術(shù)門檻很高，受制于關(guān)鍵技術(shù)壁壘，國內(nèi)仍未實現(xiàn)量產(chǎn)。

除此之外，自動駕駛在全球范圍內(nèi)迅速火熱，國內(nèi)外主流汽車廠商基本都在嘗試自動駕駛方案。其中，如何降低激光雷達成本成為該技術(shù)落地的關(guān)鍵。而VSCEL激光器作為激光雷達光源提供了一種新方案。