據麥姆斯咨詢介紹，如今移動設備（包括智能手機、平板電腦和可穿戴設備）中許多關鍵技術的進步與光的應用息息相關，如可見光（如顯示器照明或閃光燈應用）和不可見的紅外光（如手勢識別、虹膜掃描或人臉識別）。位于德國雷根斯堡（Regensburg）的光電子元件制造商歐司朗光電半導體有限公司（Osram Opto Semiconductors GmbH，以下簡稱“歐司朗”）表示，垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical Cavity Surface EmitTIng Laser，VCSEL）技術在這一潮流中發(fā)揮著重要作用。

生物識別技術利用人體特征，如虹膜的特定結構、人臉或指紋特征等，然后通過傳感器識別這些特征，并將其與存儲的生物統計數據進行比較。據Yole在11月發(fā)布的《消費類生物識別市場和技術趨勢-2018版》 中談到，五年前蘋果（Apple）公司為iPhone 5s集成了“Touch ID”電容式指紋識別技術，掀起了消費類生物識別技術的“第一波”浪潮；2017年9月，依然是蘋果推出了iPhone X，開啟了“第二波”浪潮——3D人臉識別。這波浪潮由3D傳感技術引領，目前正在進行當中，并有望驅動生物識別市場在2022年之前達到170億美元。

為了使生物識別技術在移動設備中可靠工作，還額外需要紅外光來照亮目標區(qū)域。目前該技術已被應用于門禁系統，大多數國家更是將其用于移民工作中。但隨著紅外LED技術對器件小型化的推動，越來越受到移動和消費類設備的青睞。歐司朗表示，公司也正積極研發(fā)VCSEL技術，以致力于填補解決方案組合的空缺，使這些應用能夠在更廣闊的市場中得以應用。

VCSEL技術開辟新應用領域

以前，VCSEL技術主要應用于數據通信，但近幾年被挖掘出了大量可應用的領域。由于在VCSEL技術中，光束是從半導體芯片表面垂直發(fā)射出（與邊發(fā)射激光二極管從芯片邊緣發(fā)射不同），因此VCSEL比邊發(fā)射激光器（EEL）的生產成本更低、光束質量更好，并且輸出功率相對較低。作為可采用表面組裝（SMT）的元件，VCSEL結合了LED和激光器的特性。該技術同時還可用于VCSEL陣列（由數百甚至數千顆VCSEL組成）。例如，一顆芯片上有500個1mm x 1mm孔徑。

歐司朗表示，VCSEL技術是智能手機、無人機、增強現實和虛擬現實（AR/VR）設備等應用的理想選擇，其中高速調制技術對這些應用來說更是優(yōu)勢之一。3D傳感應用，如人臉識別（尤其是消費類設備）被視為主要的市場驅動因素。據Yole在最新發(fā)布的報告《紅外LED和激光二極管：技術、應用和產業(yè)趨勢》中透露紅外光源市場預計在2018年將達到18億美元，而2023年將達到65億美元，復合年增長率為29%。

目前用于智能手機3D傳感的解決方案包括結構光法和飛行時間（ToF）法。iPhone X就使用了結構光，其點陣投影器在人臉上投射數萬個紅外（IR）光的光點。紅外攝像頭再接收從臉部反射回來的紅外光線，以創(chuàng)建3D人臉模型。

其他應用包括攝像頭（尤其是智能手機的攝像頭）中的自動對焦和微距功能。3D傳感還與AR/VR相結合，用于智能眼鏡或未來的智能手機和其他移動設備，包括無人機等。

歐司朗認為，由于VCSEL技術的諸多優(yōu)勢，如芯片面積非常小、成本相對較低、光學效率高、功耗低、波長穩(wěn)定以及調制速率高等，VCSEL將會成為3D人臉識別等應用進入大眾市場的關鍵技術。

歐司朗指出，雖然與現有技術相比，VCSEL技術具有很多優(yōu)勢，但它并不是所有領域的最佳解決方案。因此，VCSEL應當被視為紅外和其他光源的擴展。為了幫助客戶，讓每種應用都擁有最合適的解決方案，歐司朗正用VCSEL技術填補他們的紅外技術組合空缺。