VCSEL在光通信业中的市场前景1课件

1、VCSEL在光通信业中的市场前景吴诗伟对于vcsel业界而言，2004-2006年是漫长的严冬，虽然10GbE等市场的也在成长，但到2007年，结果还是有点令人失望而且加上因为收发模块的价格持续下降，对器件的价格压力也在不断地增加，从而引起了业内产品价格持续下降。虽然有供VCSEL能力的业者不多，但是由于市场上的应用范围不大，相对于需求而言的供给就变得太过于多了，使得对于价格来说，也面对降价的压力。但现在各光通讯器件的业者可以发现营业额逐渐增加。而随后就整个应用市场来看，除了电信以外，对于SAN(光纤存储区域网 )和LAN的需求也在不断上升各波段vcsel及应用市场340nm波段制作这个波段的

2、器件极为困难，目前正在大力研究反射镜结构、P型掺杂、光刻等工艺63Onm 670nm波段在低价格应用中，可将此波段VCSEL直接用作可见光光源。从人眼的灵敏度和安全考虑需650nm或更短的波段可进行光屏蔽和距离测试。此外，650nm VCSEL可用于高密度光存储系统、高清晰度激光打印，并且由于650nm波段时吸收损耗最小，所以特别适合用在基于塑料光纤的光通信系统中。日本东芝开发的器件主要用在塑料光纤光通信系统中。各波段vcsel及应用市场75O 78Onm波段应用于工业、环境和医疗的各类化学传感器系统，其最需要频繁测量的值是示踪气体的含量。发射波长为763nm和780nm的单模窄线宽VCSEL

3、具有高光谱纯度特性，特别适合于光谱学和传感器中850nm波段此波段的VCSEL技术已经成熟，实现了商品化批量生产，也是目前最为成功的VCSEL产品。 它是短程局域网光纤通信系统中的关键器件。形成的阵列产品主要应用在中心局开关和路由器、DWDM、局域网(LAN)和光纤信道存储网(SAN)中。各波段vcsel及应用市场 美国Honeywel l用透镜就将以10.3Gbs直接调制的输出光在多模光纤中传输，并进行波形测试。现在已经开始向特定用户供应工业样品。日本富士施乐也发布了使用本公司独立开发的VCSEL lOGbs传送的相关测试结果。输出激光的功率为-3dBm时的调制频率非常高。980nm 波段德

4、克萨斯大学Deppe等人首次采用特殊氧化工艺，成功降低了阈值电流。A1氧化膜折射率只有1.5，非常小，相当一个凸透镜，聚光佳，可大幅度降低光的衍射损失。德国Ulm大学演示的980nm波段的ps级联VCSEL ，其光泵浦波长为805nm，有高达2GHz的重复各波段vcsel及应用市场150Onm波段1990年以后，世界各国开始了长波长VCSEL的研制工作。1550nmVCSEL的材料之一为InCraPInP。目前对1550nm VCSEL研究和开发的公司主要有：美国CoreTek(北电分公司)、Bandwidth9、UCSB、圣巴巴拉大学和加利福尼亚大学、普林斯顿光子公司等； 日本NTT、日立等

5、公司。因1550nm VCSEL的工艺复杂，难度极高， 目前1550nm VCSEL正处于大力研究发展阶段。采用基于1310rim VCSEL模块所带来的最直接的好处就是降低功耗(最低可降低50)和成本。如表2所示，1310rim VCSEL在中短距离和长距离应用中，可以直接代替FP和DFB激光器。1310nm VCSEL产品开辟了光互连应用的新纪元，这些收发器具有更高的性能，改善了功耗，具有更高的密度和成本效益。完整的产品和标准将被确立，包括多通道收发器和电池驱动的收发器。这些1310nm VCSEL目前在那些基于单模光纤中等距离光互连市场占据支配地位 。 据ElectroniCast，VC

6、SEl 收发器在2007年达到3.76亿美元，并预测在2012年达到11亿美元。 Vcsel的主要产品基光收发机鉴于VCSEL价格低廉，很多厂家都不愿意将其单独作为产品出售，而是把它集成到光模块子系统中。光收发机模块中的光源之一就用到了VCSEL。在光收发机中，用作光源的半导体激光器主要有三种类型，即：FP型、分布反馈型(DFB)、VCSEL三类。常用的三个波长为850nm、1300nm和1550nm，常用的四种传输技术有串行、并行、密集波分复用(DWDM)和粗波分复用(CWDM)。即使不考虑光纤连接器类型和收发器形状因素，仅仅以上这些技术就可以构成72种不同的光收发器。收发机主要生产厂商据k

7、nadigics公司预测在2003年其模块市场将达45亿美元。Motorola和HM是最先提供模块封装的公司，而Honeywell则提供T0封装VCSEL元件，之后又有Mitel Semiconductor、Vixel及Mode、LasermateGroup、ATX、德国的Ulm等公司的产品加入市场。以Honeywell公司 为例，用于LAN25Gbs数据传输的多模VCSEL产品型号有：HFE4090-321， HFE4090-341，HFE409x一341，HFE409x一342等；用于LAN 125 Gbs数据传输的多模VCSEL产品型号有：HFE4080-321，HFE4081-321，

8、 HFE4084-322等；用于位置传感的单模VCSEL产品型号有SMv2637001，SV2637001，SV3637001等。Gbs级VCSEL用于以太网等光网的市场规模目前己达1000亿日元。Vcsel其他发展应用领域除了并行光传输和光互连，VCSEL在其他方面也有不错的应用前景。在光打印方面，激光打印机中的多边镜等光扫描技术的电子化是多年未能解决的课题，随着技术的发展，已逐步得到改善。如果采用LED阵列，电能消耗是个瓶颈，而导入VCSEL阵列则可以解决这个问题。采用数千个VCSEL构成的阵列形式的多光束将可能成为取代多边镜扫描的最好方式。相比过去的单个激光管，VCSEL的阵列集成结构可以同时进行多行的扫描。这可以大大提高激光打印机的扫描速度并相应延长其使用寿命。在光显示方面，通常的显示器都是利用红、绿、蓝三元色发光管构成的，如果能够制成具有红、绿、蓝三元色的激光器，则可以应用在大型显示器的技术领域中。目前，波长范围从蓝色覆盖到紫外波段的GaN系列激光器正处在研究阶段。这个系列的VCSEL是解决未来图像显示的有力技术。在照明方面，VCSEL的电光转换效率达到