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【深度】干货分享：深度解读垂直腔面发射激光器！( 五 )


【深度】干货分享：深度解读垂直腔面发射激光器！
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光迅科技光芯片平台能力
VCSEL应用领域
在应用领域方面 ， VCSEL从诞生起就作为新一代光存储和光通信应用的核心器件 ， 应用在光并行处理、光识别、光互联系统、光存储等领域 。随着工艺、材料技术改进 ， VCSEL器件在功耗、制造成本、集成、散热等领域的优势开始显现 ， 逐渐应用于工业加热、环境监测、医疗设备等商业级应用以及3D感知等消费级应用 。
未来 ， 随着智能化信息世界的不断发展 ， VCSEL将广泛应用在消费电子3D成像、物联网、数据中心/云计算、自动驾驶等领域 。其中 ， VCSEL在消费电子领域发挥越来越重要的作用 ， VCSEL可用来进行智能手机人脸识别、无人机避障、VR/AR、扫地机器人、家用摄像头等 。
（1）消费电子3D成像：VCSEL是消费电子视觉成像、三维感应的基础元器件 ， 预计2020年 ， 仅智能手机为VCSEL市场贡献超过20亿美元的收入 。
（2）物联网：VCSEL是物联网的重要传感器件 ， 预计2025年 ， 全球将有数十亿设备接入物联网 ， 全球物联网市场有望超过30万亿美元 。
（3）数据中心/云计算：VCSEL用于数据中心 ， 预计2020年 ， 全球VCSEL数据通讯的市场规模将达到100亿美元 。
（4）自动驾驶：VCSEL应用于自动驾驶中的车身通讯、传感器等 ， 预计到2030年 ， 激光雷达的使用数量将超过3亿枚 。
VCSEL在手机AR功能与投影领域的应用
AR即增强现实技术 ， 它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术 ， 是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术 ， 模拟仿真后再叠加 ， 将虚拟的信息应用到真实世界 ， 被人类感官所感知 ， 从而达到超越现实的感官体验 。而AR最核心技术在于光学 ， 尤其是激光技术 ， 无论是手势识别、三维重构还是成像 ， 光学技术都是决定性基础 。除了3D摄像模块 ， 最关键的就是光学成像模块 。例如微软公司的HoloLens 配备两块光导透明全息透镜 ， 虚拟内容采用 LCoS（硅基液晶）投影技术 ， 从前方微型投影仪投射至光导透镜后进入人眼 。
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Hololens AR眼镜的LCoS微型投影仪
LCOS（液晶覆硅技术）是小型化 AR 头显的关键技术之一 。三片式的 LCOS 成像系统 ， 首先将投影光源发出的白色光线 ， 通过分光系统系统分成红绿蓝三原色的光线 ， 然后 ， 每一个原色光线照射到一块反射式的LCOS芯片上 ， 系统通过控制 LCOS 面板上液晶分子的状态来改变该块芯片每个像素点反射光线的强弱 ， 最后经过LCOS反射的光线通过必要的光学折射汇聚成一束光线 ， 经过投影机镜头照射到屏幕上 ， 形成彩色的图像 。目前在投影光源上主要有LED和激光两种方案 ， 由于激光在光束质量、亮度、功耗和使用寿命上无可比拟的优越性 ， 将是未来的发展方向 。
以色列Lumus的AR眼镜也采用了微型投影技术 ， 成像关键部件由微型投影仪、光导元件（LOE）和反射波导组成 。植入眼镜的微型投影仪（例如激光投影）将图像画面进行投放 ， 通过光导元件、反射波导形成全反射 。
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Lumus AR眼镜也采用了微型投影技术
综上 ， 微投成像和3D摄像将是未来AR产业两大核心技术 ， 以VCSEL为代表的半导体激光器件将成为AR光学技术的最基础部件 ， 引领消费电子光学时代 。而随着投影显示技术的发展 ， 人们对投影系统的亮度、解析度、色彩丰富性的要求将会越来越高 ， 光源作为投影系统的重要部件 ， 其发光特性将直接决定投影系统质量 。激光光束色度、照度高度均匀 ， 具有亮度高、单色性好、波长固定等传统光源无可比拟的优势 ， 未来取代LED成为微型投影模块、投影仪、投影电视等设备光源将是大概率事件 。


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