纵观光传感应用市场，应用场景正在朝复杂化和多样化的方向发展，各种应用对VCSEL（垂直腔面发射激光器）光源的光束形态、光功率、散热管理和驱动相应时间等方面的性能提出了更高的要求。

VCSEL示意图

        为了满足越来越复杂化和多样化的需求，最近，瑞识科技（RAYSEES）开发出了一款背发光（Bottom-Emitting）微透镜集成VCSEL芯片。通过背发光的方式，这款VCSEL比顶部发光的方式具有更加优秀的光学集成特性，成本更低、性能更好，且量产集成更加快捷。这款VCSEL还在芯片衬底处集成了微透镜，并采用了倒装结构设计，应用场景包括车载激光雷达、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和消费电子等领域。

        瑞识科技成立于2018年5月，是一家拥有国际领先的光学集成封装、光电系统整合优化、光芯片设计和算法研发等核心技术的高科技企业，致力于为激光雷达、智能驾驶、医疗健康、智能硬件、人脸识别等领域提供光学和光芯片解决方案。

        以往的顶部发光VCSEL芯片需要进行打线（Wiring Bonding）封装，瑞识科技的这款背发光VCSEL芯片，其P极和N级在芯片的同一侧，可以直接贴在基板（Sub-mount）的正负极上，这样就降低了封装的难度和成本。这款VCSEL芯片衬底上集成的微透镜，可以根据具体的应用需求，对发散角进行调节，甚至可以达到准直的水平，这样就为一些需要集成准直透镜的光传感应用省去了一笔成本费用。

        这款VCSEL芯片集成的微透镜，是通过光刻技术，在衬底上刻蚀出的微透镜单元。也就是说，微透镜可以由代工厂在芯片量产过程中，当作一道工艺步骤统一完成。这样就可以将芯片制造和光学集成交由同一家代工厂完成，减少了中间环节，就可以提高量产的良品率。

瑞识科技背发光VCSEL芯片产品实拍。左：p极与n极同位于芯片顶部；右：芯片底部刻蚀微透镜。

        在上升沿和下降沿方面，瑞识科技的这款VCSEL芯片具有更快的相应时间，同时，峰值光功率也更高，这对车载激光雷达等应用来说，是相当重要的参数指标。在VCSEL芯片上直接集成微透镜还有两个好处，一是可以大幅降低光学集成器件的厚度，二是可以提高光学性能。对于一些在空间要求上非常苛刻的应用，比如智能手机和VR/AR设备来说，将具有更好的适用性。

相比于p极和n极分别位于芯片两端的顶发光VCSEL（右），采用背发光衬底集成微透镜的VCSEL芯片（左）有源区更加靠近基板，更利于芯片散热

        另外，这款背发光VCSEL芯片的封装形式还可以采用倒装（Flip-Chip），可以显著降低采用打线封装带来的寄生电感，对于窄脉宽型电流驱动具有更好的适配性，峰值光功率更高。瑞识科技的背发光VCSEL芯片有源区离封装基板更近，因而具有更好的散热效率，从而可以达到更高的光效。

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