近年来结数的增多让905NM的VCSEL发光功率迅速增大,快速接近EEL。此前由于VCSEL发展较晚,而且更多用于消费电子,对大功率没有需求,所以此前大多都是单层结的,功率较小。而激光雷达的发展对大功率激光器提出了需求, 做出多层结的VCSEL并不存在原理上的困难,只是需要时间进行工艺开发,因此随着近年来VCSEL结数的不断增加,最后一块短板已经被补齐,在激光雷达领域替代EEL已经完全可行。
发射端如果想要保证持续可靠的工作,还需要注意的一点就是尽量避免发热的影响。如果发热得不到有效控制,则温度上升,不仅会导致激光器温漂,还会导致其他元件变形,对光路产生影响。由于VCSEL功耗等原因需要进行无热化设计。所谓无热化,主要是指补偿设计,当温度发生改变,光学器件发生形变,但系统中不同部件的形变效果几乎恰好抵消,使得光学系统的效果几乎不受温度影响。
在激光雷达中,通常主要的发热部件就是芯片和激光器,针对芯片,通常采用传导热能量快、热阻低的陶瓷材料封装,辅以导热胶或导热硅脂填充进行充分散热,以免热量影响自身以及其他部件工作实现良好的散热。针对大功率激光器主要是采用热沉进行散热,热沉(heat sink)通常是指一些能够持续吸收热量或者将热量导走而又保持温度稳定的物体,比如导热率可达200W/M.K的氮化铝陶瓷基板。以高效导热著称的金刚石热沉其热导率更是氮化铝的50~100倍。陶瓷材料与硅片相近的热膨胀系数更其适合于解决芯片封装中的热应力失配问题。多年来斯利通一直致力于陶瓷新型材料的电路板制造研发,目前可批量生产的陶瓷电路板厚度涵括0.1-8.0mm范围,实现线宽线距40um的微电子技术。