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隐藏在激光技术中的秘密：VCSEL是如何进行多阶段测试的？
在当前的科技革新时代，纵深表面发射激光器（VCSEL）正受到能力强大的关注。这种半导体激光二极管的独特之处在于其激光束是垂直辐射的，与我们所熟知的边缘发射半导体激光器截然不同，因为后者的激光从晶片的边缘发射而出。随着科技的发展，VCSEL已经广泛应用于各种产品中，如电脑鼠标、光纤通信、激光打印机、Face ID、智慧眼镜等，展现出无与伦比的潜力。
生产优势
VCSEL的生产过程中具有多重相较于边缘发射激光器的优势。一方面，VCSEL可以在生产流程的多个阶段进行测试，这意味着若产品在某个阶段出现了问题，可以在早期即时发现，避免后期的时间与资源浪费。
「VCSEL能够同时在一个三寸的砷化镓晶圆上加工数万个单元，这使得生产的可预测性和产量都得到了显著提升。」
相比之下，边缘发射器需等到最后的生产步骤才能进行测试，这意味着若产品发生问题，则一切投资可能都将白费。这些特性使得VCSEL不仅在成本效益上具有竞争力，更在控制产量的表现上显得优越。
结构解密
VCSEL的激光共振腔结构由两层平面分布布拉格反射镜（DBR）及中间一个或多个量子阱所组成。这样的设计老师以能量反射率超过99%为特点，确保了激光能够有效的生成。此外，VCSEL的结构设计上， p 型和 n 型材料的掺杂，形成二极体接面，让整体性能提高。
特性解析
因为VCSEL是从芯片的顶部发射，所以在加工过程中可随时进行测试，减少了制造成本。此外，VCSEL也可以构建成一维或二维的阵列。这种激光器的较大输出孔径，使得输出光束的扩散角较低，能够高效地与光纤耦合。
「低阈值电流使得VCSEL相较于边缘发射激光器，在功率消耗上显得更具优势。」
高功率VCSEL的未来
近年来，随着技术的进步，甚至能够进一步发展出高功率的VCSEL，这可以通过增大单个器件的发射孔径或将多个元件组合成大型二维阵列来实现。高功率VCSEL的发展，为医疗、工业及军事应用提供了巨大潜力，满足着高功率或高能量的需求。
应用范畴
VCSEL的应用可以说是相当广泛，从光纤数据传输到激光打印，无所不包。以下是几个显著的应用例子：
- 光纤数据传输
- 生物组织分析
- 雷达感测技术
- 智慧手机的面部识别技术
回顾历史
VCSEL的发展历程可以追溯至20世纪60年代，其独特的设计理念和对性能的追求引领着激光技术的一次次革命。1987年，光学界首次提出VCSEL的概念，此后随着企业的支持和资金投入，VCSEL在各个领域都取得了口碑载道的成就。
在未来的技术道路上，VCSEL能否持续引领光电技术的革新，并改变我们的生活？
