ทางเลือกที่เหมาะสมแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์: การปล่อยแสงที่ขอบเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ตอนที่สอง
4. สถานะการใช้งานของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงจากขอบ
เนื่องจากมีช่วงความยาวคลื่นกว้างและกำลังสูง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงจากขอบจึงถูกนำไปประยุกต์ใช้ในหลายสาขาอย่างประสบความสำเร็จ เช่น ยานยนต์ การสื่อสารทางแสง และอื่นๆเลเซอร์การรักษาทางการแพทย์ จากข้อมูลของ Yole Development ซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยตลาดที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติ ตลาดเลเซอร์แบบ Edge-to-Emit จะเติบโตขึ้นเป็น 7.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2027 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีแบบทบต้นที่ 13% การเติบโตนี้จะยังคงได้รับแรงขับเคลื่อนจากการสื่อสารด้วยแสง เช่น โมดูลแสง เครื่องขยายสัญญาณ และแอปพลิเคชันการตรวจจับ 3 มิติสำหรับการสื่อสารข้อมูลและการสื่อสารโทรคมนาคม สำหรับความต้องการใช้งานที่แตกต่างกัน ได้มีการพัฒนารูปแบบการออกแบบโครงสร้าง EEL ที่แตกต่างกันในอุตสาหกรรม ได้แก่ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ Fabripero (FP), เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ Distributed Bragg Reflector (DBR), เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ External Cavity Laser (ECL), เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบ Distributed Feedback (เลเซอร์ DFB), เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบควอนตัมแคสเคด (QCL) และไดโอดเลเซอร์พื้นที่กว้าง (BALD)
ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการสื่อสารด้วยแสง การตรวจจับแบบ 3 มิติ และสาขาอื่นๆ ความต้องการเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์จึงเพิ่มขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงจากขอบและเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงจากพื้นผิวที่มีโพรงแนวตั้งยังเข้ามามีบทบาทในการเติมเต็มข้อบกพร่องของกันและกันในแอปพลิเคชันใหม่ๆ เช่น:
(1) ในด้านการสื่อสารด้วยแสง เลเซอร์แบบ Distributed Feedback (DFB laser) InGaAsP/InP ที่ความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตร และเลเซอร์แบบ Fabry Pero EEL InGaAsP/InGaP ที่ความยาวคลื่น 1300 นาโนเมตร มักใช้กันทั่วไปสำหรับการส่งสัญญาณในระยะ 2 กิโลเมตรถึง 40 กิโลเมตร และอัตราการส่งสัญญาณสูงถึง 40 Gbps อย่างไรก็ตาม ในระยะการส่งสัญญาณ 60 เมตรถึง 300 เมตร และความเร็วในการส่งสัญญาณที่ต่ำกว่านั้น VCsel ที่ใช้ InGaAs และ AlGaAs ที่ความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร เป็นที่นิยมมากกว่า
(2) เลเซอร์เปล่งแสงพื้นผิวโพรงแนวตั้งมีข้อดีคือขนาดเล็กและความยาวคลื่นแคบ จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และข้อดีด้านความสว่างและกำลังของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสงขอบทำให้สามารถนำไปใช้ในแอปพลิเคชันการตรวจจับระยะไกลและการประมวลผลกำลังสูงได้
(3) เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงที่ขอบและเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงที่พื้นผิวโพรงแนวตั้งสามารถใช้สำหรับ liDAR ระยะสั้นและระยะกลางเพื่อให้ได้การใช้งานเฉพาะ เช่น การตรวจจับจุดบอดและการออกนอกเลน
5. การพัฒนาในอนาคต
เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงจากขอบมีข้อดีคือมีความน่าเชื่อถือสูง ขนาดเล็ก และมีความหนาแน่นของกำลังส่องสว่างสูง และมีโอกาสในการใช้งานอย่างกว้างขวางในด้านการสื่อสารด้วยแสง LiDAR การแพทย์ และสาขาอื่นๆ อย่างไรก็ตาม แม้ว่ากระบวนการผลิตเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงจากขอบจะค่อนข้างสมบูรณ์แล้ว แต่เพื่อให้ตรงกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นของตลาดอุตสาหกรรมและผู้บริโภคสำหรับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงจากขอบ จำเป็นต้องปรับปรุงเทคโนโลยี กระบวนการ ประสิทธิภาพ และด้านอื่นๆ ของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเปล่งแสงจากขอบอย่างต่อเนื่อง ซึ่งรวมถึง: การลดความหนาแน่นของข้อบกพร่องภายในเวเฟอร์ การลดขั้นตอนการผลิต การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อทดแทนกระบวนการตัดเวเฟอร์แบบดั้งเดิมด้วยล้อเจียรและใบมีดที่มักก่อให้เกิดข้อบกพร่อง การปรับโครงสร้างเอพิแทกเซียลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเลเซอร์แบบเปล่งแสงจากขอบ การลดต้นทุนการผลิต เป็นต้น นอกจากนี้ เนื่องจากแสงเอาต์พุตของเลเซอร์แบบเปล่งแสงจากขอบอยู่ด้านข้างของชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ จึงยากที่จะทำให้ชิปมีขนาดเล็ก ดังนั้นกระบวนการบรรจุภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องจึงยังคงต้องมีการพัฒนาเพิ่มเติมต่อไป
วันที่เผยแพร่: 22 มกราคม 2024