全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM（總部位于日本京都市）近日確立了一項(xiàng)VCSEL^*1模塊技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)提高VCSEL的輸出功率，進(jìn)一步提高了空間識(shí)別和測(cè)距系統(tǒng)（TOF系統(tǒng)^*2）的精度。

以往采用VCSEL的激光光源中，作為光源的VCSEL產(chǎn)品和用來(lái)驅(qū)動(dòng)光源的MOSFET產(chǎn)品在電路板上是獨(dú)立貼裝的。在這種情況下，產(chǎn)品之間的布線長(zhǎng)度（寄生電感^*3）無(wú)意中會(huì)影響光源的驅(qū)動(dòng)時(shí)間和輸出功率，這就對(duì)實(shí)現(xiàn)高精度感應(yīng)所需的短脈沖大功率光源帶來(lái)了局限性。

ROHM此項(xiàng)新技術(shù)的確立，將新VCSEL元件和MOSFET元件集成于1個(gè)模塊封裝中，通過(guò)盡量縮短元件間的布線長(zhǎng)度，能更大程度地發(fā)揮出各元件的性能，且不易受陽(yáng)光帶來(lái)的外部干擾影響。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了短脈沖（10納秒以內(nèi)）驅(qū)動(dòng)，以及高于以往產(chǎn)品約30%的輸出功率。

實(shí)際上，在由激光光源（VCSEL模塊）、TOF傳感器（圖像傳感器等感光傳感器）、控制IC組成的空間識(shí)別和測(cè)距系統(tǒng)中，對(duì)采用該技術(shù)的VCSEL模塊進(jìn)行評(píng)估時(shí)發(fā)現(xiàn)，該模塊對(duì)TOF傳感器的反射光量比以往的產(chǎn)品約增加了30%，這將有助于提高TOF系統(tǒng)的精度。

采用該技術(shù)的VCSEL模塊適用于需要高精度感應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備的人臉識(shí)別系統(tǒng)和工業(yè)設(shè)備的AGV（無(wú)人搬運(yùn)機(jī)器人）等領(lǐng)域，預(yù)計(jì)將于2021年3月之前向市場(chǎng)推出產(chǎn)品。另外，ROHM同時(shí)還在推進(jìn)高輸出功率激光技術(shù)的開發(fā)，以滿足車載用LiDAR^*4等市場(chǎng)需求。

近年來(lái)，在智能手機(jī)的人臉識(shí)別系統(tǒng)和平板電腦終端的空間識(shí)別系統(tǒng)中，已采用VCSEL作為激光光源，這使VCSEL的應(yīng)用迅速普及。另外，在其他很多領(lǐng)域，包括運(yùn)用在工業(yè)等領(lǐng)域的AGV和通過(guò)手勢(shì)、形狀識(shí)別的檢查系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越普及，預(yù)計(jì)未來(lái)VCSEL的需求會(huì)進(jìn)一步增長(zhǎng)。

其中，在需要自動(dòng)化的應(yīng)用中，要求光源實(shí)現(xiàn)短脈沖驅(qū)動(dòng)與更高輸出功率，以實(shí)現(xiàn)更高精度的感應(yīng)。

ROHM為了提高已經(jīng)量產(chǎn)的VCSEL產(chǎn)品的輸出功率，新確立了新型VCSEL模塊技術(shù)。同時(shí)通過(guò)實(shí)現(xiàn)短脈沖驅(qū)動(dòng)和高輸出功率，從而有助于進(jìn)一步提高空間識(shí)別和測(cè)距系統(tǒng)的精度。

＜ROHM致力于激光光源領(lǐng)域的行動(dòng)＞

一直以來(lái)，ROHM致力于開發(fā)并供應(yīng)包括LED在內(nèi)的FP型激光二極管和VCSEL產(chǎn)品，而最近此類產(chǎn)品開始應(yīng)用在打印機(jī)和自動(dòng)清潔機(jī)器人等領(lǐng)域。

同時(shí)，運(yùn)用以往開發(fā)各種產(chǎn)品過(guò)程中所積累的光電元器件的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和訣竅，持續(xù)推進(jìn)VCSEL模塊技術(shù)的研究開發(fā)，以更大程度地發(fā)揮出VCSEL元件的性能，并進(jìn)一步提高輸出。

ROHM在研發(fā)出來(lái)的光源元件中融入此次的應(yīng)用技術(shù)，開發(fā)出特色鮮明的激光光源產(chǎn)品，為提高空間識(shí)別和測(cè)距系統(tǒng)的精度做出了貢獻(xiàn)。

＜關(guān)于VCSEL模塊技術(shù)＞

該技術(shù)是通過(guò)模塊化的形式實(shí)現(xiàn)的，即以適當(dāng)?shù)男问綄OHM開發(fā)的模塊用的新VCSEL元件和MOSFET元件一體化封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了更大程度地發(fā)揮出元件的性能，盡可能地降低元件間與電路的布線長(zhǎng)度成正比的寄生電感，從而使高速驅(qū)動(dòng)和更高輸出功率成為可能。由此，即實(shí)現(xiàn)了不易受陽(yáng)光帶來(lái)的外部干擾影響的短脈沖（10納秒以內(nèi)）驅(qū)動(dòng)，又使輸出功率提高了約30%（與以往未模塊化的結(jié)構(gòu)相比）。

此外，由于一體化封裝，本技術(shù)還可以減少安裝面積和電路設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)，高速驅(qū)動(dòng)和更高輸出使驅(qū)動(dòng)效率更高（可以更快、更低電壓地工作），從而有助于應(yīng)用更加節(jié)能。

＜術(shù)語(yǔ)解說(shuō)＞

*1）VCSEL：

Vertical Cavity Surface Emitting LASER（垂直腔面發(fā)射激光器）的縮寫。以往多用于通信領(lǐng)域，近年來(lái)也被用于感應(yīng)系統(tǒng)發(fā)光單元的光源。

*2）TOF系統(tǒng)：

TOF（飛行時(shí)間法；時(shí)差法）是“Time of Flight”的縮寫，是一種通過(guò)測(cè)量作為光源的光的飛行時(shí)間來(lái)計(jì)算距離并感測(cè)空間的手法。TOF系統(tǒng)即使用了該手法的空間識(shí)別和測(cè)距系統(tǒng)。

*3）寄生電感：

取決于電子電路的布線長(zhǎng)度，工程師無(wú)法避免在電路圖中出現(xiàn)的線圈成分（電感）。會(huì)使交流信號(hào)不容易通過(guò)。

*4）LiDAR：

Light Detection and Ranging的縮寫，由TOF系統(tǒng)（光源和TOF傳感器或圖片傳感器）等組成，用來(lái)感測(cè)周圍情況的一種應(yīng)用。