经验啦

  1. 首页 > 生活百科 > 科技 > >

索尼|索尼：基于氮化镓的蓝绿光VCSEL，有望加速AR眼镜普及( 二 )

索尼VRar眼镜光纤





除此之外 ， VCSEL也可以提升AR/VR视网膜显示的安全性 。 当VCSEL在大功率情况下运行时 ， 它可以限制光线的输出功率 ， 因此在视网膜投影等光学方案中 ， VCSEL可以限制显示屏的亮度 ， 避免光线伤害视网膜 。
特殊的“曲面镜”结构
那么从原理和结构来看 ， 索尼研发的VCSEL方案到底有哪些独特之处？
据青亭网了解 ， 通常近红外（波长区域在800到1000纳米之间）VCSEL模组采用砷化镓（GaAs）基底 ， 而索尼的VCSEL基于氮化镓（GaN）材质 ， 结构则采用“曲面镜”设计 ， 不仅可以将光线集中在中心 ， 还可以通过离子注入技术来集中电流 。
【索尼|索尼：基于氮化镓的蓝绿光VCSEL，有望加速AR眼镜普及】


索尼指出 ， 提升VCSEL方案的性能 ， 需要满足三个条件：1）反射镜需要具备高反射率、高散热效率、高导电性；2）有源层可输出大量光线；3）高效的光学结构 ， 可将光线和电集中到设备的中心部位 。



实际上 ， 红外VCSEL的砷化镓基底具有晶体外延生长特性 ， 可满足上述三个条件 ， 其结构可以将光和电有效集中到设备中心（光学元件中心未氧化 ， 具有透镜效果 ， 用于集中光线 ， 而氧化部分绝缘 ， 因此电流也可以集中在中心部分） 。
尽管如此 ， 基于砷化镓的VCSEL难以显示完整的RGB可见光 ， 因此索尼在VCSEL结构中采用了氮化镓基底（通常用于蓝、绿色光源） 。 索尼表示：我们已经具备制造高性能氮化镓发光层的工艺 ， 这是此前研发蓝光半导体激光技术时获得的经验 。



在2015年时 ， 索尼就首次展示基于氮化镓的VCSEL方案 ， 当时其VCSEL结构中采用了平面镜 。 索尼发现 ， 平面镜很难通过限制光束来提升效率 ， 于是在2016年时 ， 决定采用透镜外观的曲面镜 ， 取代原来的平面反光镜 ， 曲面镜的特性可以更好的将光线集中在设备中心 ， 这与此前的VCSEL结构有很大不同 。



索尼表示：采用曲面镜的灵感来自于实验室中常用的工具——光纤 。 我们知道 ， 光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维 ， 光在纤维中以全反射的形式进行传播 。 当具有渐变折射率（GI）的光纤 ， 其折射率以抛物线分布时 ， 它不仅可以传导光线 ， 还可以将光反射回光纤的核心 ， 也就是说光纤弯曲时也可以防止漏光 。
于是 ， 为了模拟渐变折射率光纤的光学特点 ， 索尼在VCSEL结构中也采用抛物透镜作为反光镜 。 据悉 ， 利用多年来积累的技术经验 ， 索尼的成像传感团队帮助研发团队一起 ， 在硅基晶圆上制造VCSEL半导体的透镜 。



图中的近红外VCSEL结构：有源层（active layer）位于两个反射镜之间 ， 这两个反射镜的反射率可达99%或以上 ， 通常又称为分布式布拉格反射镜 ， 它们由各种不同折射率的材料交叠而成 。 当有源层发射的光线在两个反射镜之间来回反射时 ， 会产生激光共振 。
用于可穿戴设备和定位系统
索尼预计 ， 未来如果蓝光、绿光VCSEL技术投入使用 ， 其应用场景将包括高亮度投影仪、AR/VR眼镜等设备的显示系统 ， 或是应用于照明、机械加工、医疗保健等更多样化领域 。 随着可见光VCSEL的应用 ， 也极有可能促进智能眼镜的普及 。



此外 ， 优化的VCSEL技术也有望进一步提升GPS等定位系统的准确性 ， 比如紫外光VCSEL可用于高精度地面时钟 ， 将GPS定位（因时间差减少）的精度可从几米提升至至几毫米 。 参考：索尼

相关经验推荐


上一篇：华硕|618就在等拯救者Y9000P？对比华硕天选3：不香了

下一篇：华为鸿蒙系统|华为鸿蒙负责人离职，谷歌或迎来真正的对手