指纹识别的算法 对3D和vcesl产业做一个超详细的科普(6)

2、什么要使用VCSEL作为消费电子应用的光源？

原因在于VCSEL兼具低制造成本、优异性能和易集成三大优点！经过在电信、数据通信等领域多年发展，目前VCSEL已经具备耦合效率高、功耗低、传输速率快、制造成本低等优良特点。与LED和FP激光器、DFB激光器相比，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。

为什么用VCSEL不用LED？主动感知的3D技术通常使用红外光来检测目标，早期3D传感系统一般都使用LED作为红外光源。在技术方面，由于LED不具有谐振器，导致光束更加发散，在耦合性方面也不如VCSEL。由于VCSEL在精确度、小型化、低功耗、可靠性全方面占优的情况下，现在常见的3D系统一般都采用VCSEL作为红外光源。

半导体激光器按照发射方向可以分为边发射激光器和面发射激光器，其中边发射激光器主要有法布里-珀罗激光器（FP laser）和分布反馈式激光器（DFB laser）两种，面发射激光器目前主要指VCSEL。

结构上FP激光器一般由衬底层、波导层、有源层，及金属导线层组成，普遍采用双异质结多量子阱有源层；DFB激光器在FP的基础上沿着共谐振腔外部加一层光栅，依靠光栅的选频原理来实现纵模选择，以提升激光的单色性；VCSEL的三明治结构则在之前已做介绍。

与传统边发射激光器相比，VCSEL在光束质量、与光纤耦合效率、腔面反射率上都具有较大优势，且因为VCSEL发射光线垂直于衬底而边发射激光器发射光线平行于衬底，因此VCSEL能够实现二维阵列而边发射激光器不行。、

我们从成本优势、尺寸优势、波长热稳定性、功耗、通讯距离等方面对三种主流半导体激光器进行比较分析：

从最近上市的具有3D的产品也能看到，红外光源由LED向VCSEL转变是必定趋势！从2016年意法半导体及AMS旗下Heptagon发布的光学模块新产品来看，均采用VCSEL作为红外线光源，且消费级产品联想Phab 2 Pro AR手机与Intel RealSense SR300也采用了VCSEL作为红外光源。

3、VCSEL领域有哪些大玩家？

目前VCSEL领域主要厂商共有5家，分别是Lumentum、Finisar、II-VI、Philips Photonics和HLJ华立捷。我们可以看到，基本上都是来自于光通信芯片的龙头企业；可以说正是有了光电子在通信领域的经验，消费级应用变得顺理成章，两者产品具备很强的技术延展性。重点关注光电子通信龙头，切入消费电子应用的爆发潜力。

4、海外映射的角度看，VCSEL如何从光通信领域扩展至消费电子领域？

我们结合产业龙头Finisar及Lumentum的产品线变化对VCSEL器件发展历程进行分析。

1）海外映射之一：VCSEL大玩家之Lumentum

Lumentum是行业领先的光学产品供应商，前身是光通讯领域绝对龙头JDSU（2015年JDSU进行拆分，独立CCOP业务部门被命名为Lumentum，NE、SE和OSP业务部门改名为Viavi）。公司目前主要提供基于光学光电子技术的解决方案，应用领域包括数据通信、电信网络、商用激光器以及消费电子领域的3D传感。

由于近年来数据中心大量建立以及100G数据通信产品强劲需求，公司营收保持稳定增长，2016财年实现营收9.03亿美元。受益于高端光器件、光模块以及商用激光器产品开发，公司毛利率呈上升趋势，近3年毛利率维持在30%以上。

目前公司产品主要分为光通信用光器件及光模块、工业激光二极管和3D Sensing三大领域。公司依托光器件及光模块领域深厚优势，近年来开展“纵向+横向”快速发展：

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