大功率半導(dǎo)體激光器因其結(jié)構(gòu)簡單，體積重量小便于攜帶，供電簡單等特點(diǎn)，已經(jīng)取代固體激光器成為激光醫(yī)療美容領(lǐng)域理想的光源。近幾年來，應(yīng)用于外科手術(shù)、眼科、牙科、皮膚科、脫毛等醫(yī)療美容領(lǐng)域的激光器逐年增長。半導(dǎo)體激光器的準(zhǔn)確性和快速性，以及功率密度高和可進(jìn)行光學(xué)整形等特性讓半導(dǎo)體激光器在工業(yè)加工方面,如激光焊接、激光熔覆等得到了廣泛的應(yīng)用。激光通訊技術(shù)是一種以激光信號作為信息傳輸?shù)妮d體，通過大氣傳播的無線電通訊，其主要特點(diǎn)包括激光的單色性好、方向性強(qiáng)、功率集中、容易安裝等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。智能手機(jī)和用于自動駕駛汽車的激光雷達(dá)等新興消費(fèi)電子器件的發(fā)展，逐漸將激光器的應(yīng)用推向全新的高度。在光纖通訊中，半導(dǎo)體激光器作為光源發(fā)展十分迅速。半導(dǎo)體激光器的諸多特點(diǎn)再加上光纖的低損耗，加速了光纖通訊的發(fā)展。激光器在光通訊領(lǐng)域中的應(yīng)用主要原理為光發(fā)射模塊將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，光接收模塊將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光發(fā)射模塊需要發(fā)射紅外光的器件，一般為邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)和紅外光二極管三種。其中半導(dǎo)體激光器尤其是VCSEL,因為其光束質(zhì)量好、模式低、穩(wěn)定性高、壽命長，耦合效率高等特征，在光通信領(lǐng)域增長迅速。激光雷達(dá)測量技術(shù)(Light Detection And Ranging,LiDAR)從最初的微波雷達(dá)發(fā)展至激光雷達(dá)。相比于微波雷達(dá)，激光雷達(dá)的波長要短很多，波束更窄，因此其體積會更小、重量更輕，具有更高的角度分辨率和抗干擾性。除了軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，激光雷達(dá)也迅速向民用市場擴(kuò)展。其中，無人駕駛可以說是最熱門的一個應(yīng)用。車載激光雷達(dá)作為自動駕駛汽車最重要的傳感器之一，其精準(zhǔn)測量、識別和跟蹤目標(biāo)物的特點(diǎn)，可以幫助無人駕駛汽車避開障礙物,其在機(jī)器中的作用相當(dāng)于人類的眼睛，能夠確定物體的位置、大小、外部形貌甚至材質(zhì)。激光雷達(dá)的工作原理為向目標(biāo)發(fā)射載波探測信號，通過測量反射信號的到達(dá)時間和波束方向、頻率變化等來確定測量目標(biāo)的距離、方向和速度。半導(dǎo)體激光器芯片按照發(fā)光方向可以分為垂直腔面發(fā)射半導(dǎo)體激光器 Vertical Cavity Surface Emiting Laser (VCSEL) 和邊緣發(fā)射半導(dǎo)體激光器 Edgc-Emitting Laser ( EEL)。VCSEL 因為其光束質(zhì)量好、頻率高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在激光通訊和顯示等領(lǐng)域。但功率相對較低是其一個重要的限制因素。因此大功率半導(dǎo)體激光器通常選擇邊緣發(fā)射芯片。
2004年，VCSEL首次進(jìn)入消費(fèi)電子產(chǎn)品：Logitech MX1000激光無線鼠標(biāo)，成為激光導(dǎo)航（定位）傳感器的光源。2017年，VCSEL陣列首次進(jìn)入蘋果iPhone X，成為3D人臉識別的光源。這也帶火了整個VCSEL產(chǎn)業(yè)，市場規(guī)模迅速擴(kuò)大。VCSEL技術(shù)目前在人臉識別、3D感測、汽車自動駕駛、手勢偵測和VR（虛擬現(xiàn)實）/AR（增強(qiáng)現(xiàn)實）/MR（混合現(xiàn)實）等應(yīng)用領(lǐng)域備受關(guān)注。
VCSEL有諸多方面的優(yōu)點(diǎn)
一、其出射光斑是圓形的，如下圖左側(cè)，而EEL的出射光斑是橢圓形的，VCSEL的圓形光斑更易于與光纖耦合，耦合效率比EEL的大很多；
二、VCSEL的發(fā)光方向是垂直的，而EEL是從側(cè)面出光，VCSEL垂直出光更適合用來做成二維陣列形式；
三、VCSEL閾值電流很小，可以在1~2mA之間的低電流下工作，能耗低；
四、VCSEL在封裝前就可以對芯片進(jìn)行檢測，進(jìn)行產(chǎn)品篩選，極大降低了產(chǎn)品的成本，而對于EEL，必須對晶圓進(jìn)行切割，然后構(gòu)建器件的其余部分并對其進(jìn)行測試，這會使測試變得更加困難。
假設(shè)每個單元的中心間距為130μm，所以每個單元的占地為130μmx130μm的正方形。由于每個VCSEL單元都有一定的發(fā)散角，所以每個單元的光束直徑會隨著傳播距離的增加而增加，在光束傳播一段距離之后光束會開始重合，重合時光斑的直徑開始大于130μm，光束的發(fā)散角越大，光束開始重合的距離越短。在光束重合之前，得到的光強(qiáng)分布是近場圖像，其圖像為每個VCSEL單元的光斑。經(jīng)過較長距離的傳播，每個VCSEL單元的光斑開始重合，我們得到VCSEL 陣列的遠(yuǎn)場圖像。我們利用拍攝顯微照片的方式獲得了VCSEL陣列的近場圖像，利用 CCD相機(jī)拍攝光屏上的像的方式獲得了VCSEL 陣列的遠(yuǎn)場圖像。下圖為利用 CCD相機(jī)拍攝遠(yuǎn)場圖像的示意圖，光屏距CCD相機(jī)的距離為鏡頭的焦距，此時光屏上的像被鏡頭縮小固定倍數(shù)后投射到感光原件上，這樣不僅可以測量光斑的光強(qiáng)分布，還可以測量光斑的尺寸，所以我們可以通過這個系統(tǒng)測量VCSEL陣列發(fā)散角。需要注意的是，在測量不同位置處光斑尺寸時，需要保證光屏和鏡頭的相對位置不變，否則會導(dǎo)致光屏不在鏡頭的焦平面，這樣的測量結(jié)果是不準(zhǔn)確的，所以我們可以移動激光器陣列或者同時移動光屏和CCD鏡頭。
遠(yuǎn)場圖像主要反映了 VCSEL 陣列的光束的強(qiáng)度分布和發(fā)散角。VCSEL陣列來說，近場圖像能夠幫助我們判斷VCSEL 陣列中是否有損壞的單元。下圖分別是近場相機(jī)與遠(yuǎn)場相機(jī)拍攝的圖像SEMISHARE致力為客戶提供高性能的晶圓探針臺與測試方案，目前服務(wù)全球客戶超過1000家以上的高校與科研院所、FAB工廠、面板廠等企業(yè)，作為中國正在崛起的半導(dǎo)體測試設(shè)備行業(yè)典范，公司在半導(dǎo)體測試領(lǐng)域有著諸多的成功技術(shù)案例與經(jīng)驗。
SEMISHARE提供的標(biāo)準(zhǔn)化與定制化探針臺系統(tǒng)，涵蓋了從實驗室到晶圓廠的測試需求，包括：手動探針臺、半自動探針臺和全自動探針臺。在面板領(lǐng)域有TEG/LCD,OLED激光修復(fù)機(jī)，大數(shù)據(jù)缺陷檢測分類。公司設(shè)備廣泛應(yīng)用于I-V／C-V測試，RF/mmW測試，高壓/大電流測試，MEMS、高低溫測試、光電器件測試，晶圓級失效分析、霍爾測試。 
