การเลือกอุดมคติแหล่งกำเนิดเลเซอร์: การปล่อยขอบเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ภาคสอง
4. สถานะการใช้งานของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบปล่อยขอบ
เนื่องจากมีช่วงความยาวคลื่นกว้างและกำลังสูง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งขอบจึงได้รับการนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในหลายสาขา เช่น ยานยนต์ การสื่อสารด้วยแสง และเลเซอร์การรักษาทางการแพทย์ Yole Developpement ซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยตลาดที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติ ระบุว่า ตลาดเลเซอร์แบบ edge-to-emit จะเติบโตถึง 7.4 พันล้านดอลลาร์ในปี 2570 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีอยู่ที่ 13% การเติบโตนี้จะยังคงได้รับแรงผลักดันจากการสื่อสารด้วยแสง เช่น โมดูลแสง เครื่องขยายสัญญาณ และแอปพลิเคชันการตรวจจับ 3 มิติสำหรับการสื่อสารข้อมูลและโทรคมนาคม เพื่อตอบสนองความต้องการการใช้งานที่แตกต่างกัน ได้มีการพัฒนารูปแบบการออกแบบโครงสร้าง EEL ที่แตกต่างกันในอุตสาหกรรม ซึ่งรวมถึงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ Fabripero (FP), เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ Distributed Bragg Reflector (DBR), เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ External Cavity Laser (ECL) และเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบป้อนกลับแบบกระจาย (Distributed Feedback Semiconductor Laser)ดีเอฟบี เลเซอร์), เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบควอนตัมคาสเคด (QCL) และไดโอดเลเซอร์พื้นที่กว้าง (BALD)
ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการสื่อสารด้วยแสง การตรวจจับแบบ 3 มิติ และสาขาอื่นๆ ความต้องการเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงขอบและเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงพื้นผิวโพรงแนวตั้งยังมีบทบาทสำคัญในการเติมเต็มข้อบกพร่องของกันและกันในแอปพลิเคชันใหม่ๆ ที่เกิดขึ้น เช่น:
(1) ในด้านการสื่อสารด้วยแสง EEL แบบ Distributed Feedback (เลเซอร์ DFB) InGaAsP/InP ความยาว 1,550 นาโนเมตร และ EEL แบบ Fabry Pero InGaAsP/InGaP ความยาว 1,300 นาโนเมตร มักใช้กันในระยะทางการส่งข้อมูล 2 กม. ถึง 40 กม. และอัตราการส่งข้อมูลสูงสุด 40 Gbps อย่างไรก็ตาม ในระยะทางการส่งข้อมูล 60 ม. ถึง 300 ม. และความเร็วในการส่งข้อมูลที่ต่ำกว่า VCsel ที่ใช้ InGaAs และ AlGaAs ความยาว 850 นาโนเมตรจะได้รับความนิยมมากกว่า
(2) เลเซอร์เปล่งแสงพื้นผิวโพรงแนวตั้งมีข้อได้เปรียบคือขนาดเล็กและความยาวคลื่นแคบ จึงได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ส่วนข้อได้เปรียบด้านความสว่างและพลังงานของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสงขอบช่วยนำทางไปสู่การใช้งานการรับรู้ระยะไกลและการประมวลผลพลังงานสูง
(3) ทั้งเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสงขอบและเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสงพื้นผิวโพรงแนวตั้งสามารถใช้สำหรับ LiDAR ระยะสั้นและระยะกลางเพื่อให้บรรลุการใช้งานเฉพาะ เช่น การตรวจจับจุดบอดและการออกนอกเลน
5. การพัฒนาในอนาคต
เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงขอบมีข้อได้เปรียบในด้านความน่าเชื่อถือสูง ขนาดเล็กลง และความหนาแน่นพลังงานแสงสูง มีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในสาขาการสื่อสารด้วยแสง ไลดาร์ การแพทย์ และสาขาอื่นๆ อย่างไรก็ตาม แม้ว่ากระบวนการผลิตเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงขอบจะค่อนข้างสมบูรณ์แล้ว เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของตลาดอุตสาหกรรมและผู้บริโภคสำหรับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงขอบ จำเป็นต้องปรับปรุงเทคโนโลยี กระบวนการ ประสิทธิภาพ และด้านอื่นๆ ของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงขอบอย่างต่อเนื่อง ซึ่งรวมถึงการลดความหนาแน่นของข้อบกพร่องภายในแผ่นเวเฟอร์ ลดขั้นตอนการผลิต พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อทดแทนกระบวนการตัดแผ่นเวเฟอร์แบบเจียรและใบมีดแบบเดิมที่มักก่อให้เกิดข้อบกพร่อง ปรับปรุงโครงสร้างเอพิแทกเซียลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเลเซอร์เปล่งแสงขอบ ลดต้นทุนการผลิต และอื่นๆ นอกจากนี้ เนื่องจากแสงที่ออกมาจากเลเซอร์เปล่งแสงขอบอยู่ที่ขอบด้านข้างของชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ จึงทำให้การบรรจุชิปขนาดเล็กทำได้ยาก ดังนั้นกระบวนการบรรจุที่เกี่ยวข้องจึงยังคงต้องพัฒนาต่อไป
เวลาโพสต์: 22 ม.ค. 2567