近日，VCSEL光芯片和光學(xué)集成方案提供商瑞識科技宣布推出背發(fā)光集成微透鏡VCSEL芯片新品。該產(chǎn)品采用了倒裝結(jié)構(gòu)設(shè)計并在芯片襯底集成微透鏡，將賦能消費電子、汽車激光雷達(dá)、VR/AR等光傳感應(yīng)用領(lǐng)域。

隨著光傳感應(yīng)用場景的多樣化和復(fù)雜化，對VCSEL光源在光功率、光束形態(tài)、驅(qū)動響應(yīng)以及散熱管理等方面提出了更高的要求。為滿足日益增長的需求，瑞識科技推出新款背發(fā)光（Bottom-Emitting）微透鏡集成VCSEL芯片。該款芯片提供了比頂部發(fā)光VCSEL更加優(yōu)越的光學(xué)集成特性，具有高性能、低成本、易于量產(chǎn)集成等優(yōu)勢。

性能提升

該款背發(fā)光VCSEL芯片可采用倒裝（Flip-Chip）方式進行封裝，有效的降低了由打線造成的寄生電感，可適配于更窄脈寬的脈沖型電流驅(qū)動，達(dá)到更高的峰值光功率。同時，由于芯片有源區(qū)更加靠近封裝基板，使其具備更高的散熱效率，而高效的散熱管理意味著芯片具有更高的光效。而芯片襯底直接刻蝕微透鏡有效的減小了芯片出光發(fā)散角，更易于光傳感下游產(chǎn)品的光學(xué)集成。

▲瑞識科技背發(fā)光VCSEL芯片產(chǎn)品實拍。左：p極與n極同位于芯片頂部；右：芯片底部刻蝕微透鏡。

低成本

背發(fā)光VCSEL芯片的p極和n極位于芯片同一側(cè)，可直接貼于設(shè)計好正負(fù)極的基板（Sub-mount）上，無須像頂部發(fā)光VCSEL芯片那樣進行打線（Wiring Bonding）封裝，降低了封裝難度與成本。而在芯片上集成微透鏡，可根據(jù)應(yīng)用需求對出光發(fā)散角進行收縮甚至達(dá)到準(zhǔn)直的程度，對某些光傳感應(yīng)用可以省去因集成準(zhǔn)直透鏡所需的成本。

▲相比于p極和n極分別位于芯片兩端的頂發(fā)光VCSEL（右），采用背發(fā)光襯底集成微透鏡的VCSEL芯片（左）有源區(qū)更加靠近基板，更利于芯片散熱。

量產(chǎn)集成優(yōu)勢

背發(fā)光VCSEL芯片的微透鏡采用光刻技術(shù)在襯底上刻蝕出微透鏡單元，該工藝可作為芯片量產(chǎn)制造過程中的一道步驟，由代工廠在芯片量產(chǎn)制造過程中完成。降低了將芯片和光學(xué)集成由多家代工廠完成所帶來的量產(chǎn)良率降低的風(fēng)險。

瑞識科技副總經(jīng)理賀永祥博士表示：“瑞識科技的這款新品背發(fā)光VCSEL芯片對脈沖驅(qū)動具有更快的上升和下降響應(yīng)時間，可達(dá)到更高的峰值光功率，對于諸如汽車駕駛激光雷達(dá)等應(yīng)用有著深遠(yuǎn)的意義。而在背發(fā)光VCSEL上直接集成微透鏡，既提高了光學(xué)性能，又顯著降低了光學(xué)集成器件的厚度，適用于對于空間要求很苛刻的光傳感終端如手機或VR/AR設(shè)備。”

▲瑞識背發(fā)光VCSEL產(chǎn)品LIV曲線與PCE曲線

伴隨著元宇宙時代的來臨，VCSEL芯片作為VR/AR的核心光源器件將為元宇宙帶來無限的想象空間。賀永祥博士表示：“我們的背發(fā)光微透鏡集成VCSEL產(chǎn)品是瑞識的VCSEL芯片設(shè)計和光學(xué)集成能力的一次完美結(jié)合。目前我們的這款芯片已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)并獲得國外客戶訂單，將用于其VR/AR終端設(shè)備，助力元宇宙時代的到來?！?/span>