VCSEL کے پاس 3D چہرے کی شناخت، اگمینٹڈ ریئلٹی، آٹوموٹیو کیبن سینسنگ کے ساتھ ساتھ خود چلانے والی کاریں (جیسے LIDAR) اور مشین ویژن وغیرہ میں ایپلیکیشن کی وسیع جگہ اور تیز رفتار ترقی ہے۔ یہ DPC سیرامک سبسٹریٹس کی گرم ایپلی کیشنز میں سے ایک ہے۔
I. VCSEL لیزر کیا ہے؟
VCSEL لیزر Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) کا مخفف ہے، ایک سیمی کنڈکٹر پر مبنی لیزر ڈائیوڈ جو اپنی اوپری سطح سے عمودی طور پر روشنی کی انتہائی موثر شعاع خارج کرتا ہے۔ 1977 میں، ٹوکیو انسٹی ٹیوٹ کے پروفیسر کینیچی ایگا کی سربراہی میں ایک تحقیقی گروپ۔ آف ٹیکنالوجی نے سب سے پہلے عمودی گہا کی سطح کو خارج کرنے والے لیزر (VCSEL) کی تعمیر کی تجویز پیش کی۔ 1977 میں، ٹوکیو انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی میں پروفیسر کینیچی ایگا کی سربراہی میں ایک تحقیقی گروپ نے پہلی بار عمودی گہا کی سطح سے خارج ہونے والی لیزر (VCSEL) بنانے کا خیال پیش کیا، اور 1979 میں، پہلا VCSEL لیزر جسے 77 درجہ حرارت پر چلایا جا سکتا تھا۔ K کا احساس ہوا۔
VCSEL لیزر اوپر اور نیچے ایک تقسیم شدہ بریگ ریفلیکٹر (DBR) اور مرکز میں روشنی خارج کرنے والے زون کی ساخت پر مشتمل ہے۔
VCSELs دیگر قسم کے لیزرز پر کئی فوائد پیش کرتے ہیں، بشمول:
1. من گھڑت اور انضمام میں آسانی: VCSELs معیاری سیمی کنڈکٹر کے عمل کو استعمال کرتے ہوئے گھڑنے کے لیے نسبتاً آسان ہیں اور انتہائی مربوط نظام بنانے کے لیے دوسرے الیکٹرانک اجزاء کے ساتھ ضم کیے جا سکتے ہیں۔
2. اعلی کارکردگی: VCSEL کی اعلی الیکٹرک-آپٹیکل تبدیلی کی کارکردگی اسے کم پاور پر ہائی لائٹ آؤٹ پٹ حاصل کرنے کے قابل بناتی ہے، جیسے آپٹیکل کمیونیکیشن، آپٹیکل اسٹوریج اور دیگر شعبوں کے لیے۔
3. تیز رفتار: VCSELs کئی گیگا بٹس فی سیکنڈ (Gbps) کی رفتار تک پہنچ سکتے ہیں، جو انہیں تیز رفتار ڈیٹا کی ترسیل کے لیے موزوں بناتے ہیں۔
4. تنگ بیم: VCSEL کی بیم بہت تنگ ہے، جو بہتر توجہ مرکوز کرنے اور پوزیشننگ کے قابل بناتی ہے، جو LIDAR، آپٹیکل کمیونیکیشنز اور دیگر شعبوں کے لیے موزوں ہے۔
5. لمبی زندگی: VCSELs کی زندگی لمبی ہوتی ہے اور وہ طویل عرصے تک مستحکم پیداوار کو برقرار رکھ سکتے ہیں۔
6. کم لاگت: VCSEL کی نسبتاً کم مینوفیکچرنگ لاگت بڑے پیمانے پر پیداوار کی اجازت دیتی ہے اور بڑے پیمانے پر ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔
VCSEL کے مینوفیکچرنگ لاگت، پاور کنورژن کی کارکردگی، رفتار، انضمام وغیرہ میں فوائد ہیں، اس لیے یہ آپٹیکل کمیونیکیشن، آپٹیکل اسٹوریج، LIDAR، بائیو میڈیکل اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ یول ریسرچ کے مطابق، عالمی VCSEL مارکیٹ 2021 میں USD 1.2 بلین سے بڑھ کر 2026 تک USD 2.4 بلین ہو جائے گی، اس مدت کے دوران 13.6 فیصد کی CAGR پر۔
دوسرا، DPC سبسٹریٹ کے ساتھ VCSEL کیوں؟
ڈی پی سی سیرامک سبسٹریٹ میں بہت سی خصوصیات ہیں جیسے ہائی تھرمل چالکتا، ہائی موصلیت، ہائی لائن ایکوریسی، اعلی سطح کی چپٹی اور تھرمل ایکسپینشن گتانک چپ کے ساتھ مماثل ہے، اور اسے عمودی طور پر آپس میں جوڑا جا سکتا ہے، وغیرہ، جو VCSELs کی انکیپسولیشن کی ضروریات کو پوری طرح سے پورا کرتا ہے، اور VCSELs کے اطلاق میں امکانات کی ایک وسیع رینج ہے۔
1. اچھی گرمی کی کھپت
VCSEL چپ تبادلوں کی کارکردگی کم ہے جس کی وجہ سے گرمی کی کھپت کے سنگین مسائل، DPC سبسٹریٹ عمودی انٹرکنکشن، اندرونی آزاد conductive چینل کی تشکیل، سیرامک خود ایک انسولیٹر ہے، بلکہ گرمی کی کھپت بھی ہے، تھرمو الیکٹرک علیحدگی کو حاصل کرنے کے لئے.
2. اعلی وشوسنییتا
VCSEL چپ کی طاقت کی کثافت بہت زیادہ ہے، دباؤ کے مسئلے کی وجہ سے چپ اور سبسٹریٹ کے تھرمل توسیع کی مماثلت پر غور کرنے کی ضرورت ہے، اور VCSEL ہائی میچنگ تھرمل ایکسپینشن گتانک کے ساتھ سیرامک سبسٹریٹ۔ اس کے علاوہ، ڈی پی سی سیرامک سبسٹریٹ ون پیس مولڈنگ کے دھاتی فریم اور سیرامک سبسٹریٹ کو مضبوطی سے مربوط کر سکتا ہے، اضافی پیسٹ کے عمل، سیدھ کی درستگی اور دیگر مسائل کے ساتھ ساتھ گوند کی عمر کے مسائل کی وشوسنییتا سے گریز کرتا ہے۔
3. عمودی باہمی ربط
VCSEL پیکجوں کو چپ کے اوپر لینس تک سیٹ کرنے کی ضرورت ہے، یعنی سبسٹریٹ کو تین جہتی چیمبر بنانے کی ضرورت ہے، DPC سبسٹریٹ عمودی یوٹیکٹک ویلڈنگ کے لیے انتہائی قابل اعتماد عمودی انٹرکنیکٹ فوائد رکھتا ہے۔
