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隱藏在激光技術中的秘密：VCSEL是如何進行多階段測試的？
在當前的科技革新時代，縱深表面發射激光器（VCSEL）正受到能力強大的關注。這種半導體激光二極管的獨特之處在於其激光束是垂直辐射的，與我們所熟知的邊緣發射半導體激光器截然不同，因為後者的激光從晶片的邊緣發射而出。隨著科技的發展，VCSEL已經廣泛應用於各種產品中，如電腦鼠標、光纖通信、激光打印機、Face ID、智慧眼鏡等，展現出無與倫比的潛力。
生產優勢
VCSEL的生產過程中具有多重相較於邊緣發射激光器的優勢。一方面，VCSEL可以在生產流程的多個階段進行測試，這意味著若產品在某個階段出現了問題，可以在早期即時發現，避免後期的時間與資源浪費。
「VCSEL能夠同時在一個三寸的砷化鎵晶圓上加工數萬個單元，這使得生產的可預測性和產量都得到了顯著提升。」
相比之下，邊緣發射器需等到最後的生產步驟才能進行測試，這意味著若產品發生問題，則一切投資可能都將白費。這些特性使得VCSEL不僅在成本效益上具有競爭力，更在控制產量的表現上顯得優越。
結構解密
VCSEL的激光共振腔結構由兩層平面分佈布拉格反射鏡（DBR）及中間一個或多個量子阱所組成。這樣的設計老師以能量反射率超過99%為特點，確保了激光能夠有效的生成。此外，VCSEL的結構設計上， p 型和 n 型材料的掺杂，形成二極體接面，讓整體性能提高。
特性解析
因為VCSEL是從芯片的頂部發射，所以在加工過程中可隨時進行測試，減少了製造成本。此外，VCSEL也可以構建成一維或二維的陣列。這種激光器的較大輸出孔徑，使得輸出光束的擴散角較低，能夠高效地與光纖耦合。
「低閾值電流使得VCSEL相較於邊緣發射激光器，在功率消耗上顯得更具優勢。」
高功率VCSEL的未來
近年來，隨著技術的進步，甚至能夠進一步發展出高功率的VCSEL，這可以通過增大單個器件的發射孔徑或將多個元件組合成大型二維陣列來實現。高功率VCSEL的發展，為醫療、工業及軍事應用提供了巨大潛力，滿足著高功率或高能量的需求。
應用範疇
VCSEL的應用可以說是相當廣泛，從光纖數據傳輸到激光打印，無所不包。以下是幾個顯著的應用例子：
- 光纖數據傳輸
- 生物組織分析
- 雷達感測技術
- 智慧手機的面部識別技術
回顧歷史
VCSEL的發展歷程可以追溯至20世紀60年代，其獨特的設計理念和對性能的追求引領著激光技術的一次次革命。1987年，光學界首次提出VCSEL的概念，此後隨著企業的支持和資金投入，VCSEL在各個領域都取得了口碑載道的成就。
在未來的技術道路上，VCSEL能否持續引領光電技術的革新，並改變我們的生活？
