vcsel|3D光学传感器行业研究宝典(14)
关键点之三——VCSEL激光器光学组件
任何一种工作光源在满足工作需要的之前，都要进行性能调节，以达到需要的工作性能；激光也不例外。只是由于激光的光斑小、光束密集、能量高、速度快等特点，相应的激光器光学处理组件要求会更为严格。加上激光器一直处于工业应用中，本身的市场空间一直没打开，激光器光学处理组件市场显得更为小而杂且专业。目前市场对于该领域的研究尚处于起步阶段，但我们认为随着激光器消费级市场的打开，未来该领域存在大幅爆发的机会；需要深入的剖析，寻找一批“懂激光”的激光器光学组件核心供应商。
1、VCSEL激光器光学组件推测版
通过产业链调研，VCSEL激光器光学组件包括微型准直透镜、DOE（衍射光栅）等，（不排除还有其他光学组件没有验证到）。
微型准直透镜：是用来对发散的激光光源进行准直处理，达到平行、均匀光斑的作用。
DOE（衍射光栅）：是用来将平行发射的一束或多束光源，通过衍射光栅之后，均匀打出呈倍数的激光束，用以增加测量的精度与信息量，完成全面场景的录入。
滤光片（在接收端镜头上）：目前VCSEL发出去的是红外波长的光束，反射回来之后，通过传感器计算出距离。但外部环境对于光束会有影响，反射回来作为测量用的光束不是单纯的发射波段，因此需要滤光片过滤掉非工作波段的光波。
文章插图
涉及到相关产品线的A股公司包括，VCSEL-光迅科技：宣布自主研发的VCSEL阵列芯片将投入商用；微型准直透镜-福晶科技：为JDSU（Lumentum）、Finisar等光通信企业供给通信级准直镜头；DOE-福晶科技：为微软HoloLens联合研发相关光学组件；滤光片-水晶科技：为Kinect供应滤光片。
以下分别就三类比较重要的激光光学元件做分析，并对激光光学元件做全面梳理。
2、三种重要激光器光学元件分析之一：DOE
衍射光学元件（DOE，Diffractive Optical Elements）预计将是未来激光光束整形的最核心元件。它是利用计算机辅助设计，并通过半导体芯片制造工艺，在基片上(或传统光学器件表面)刻蚀产生台阶型或连续浮雕结构，形成同轴再现、且具有极高衍射效率的一类光学元件。DOE主要特性包括轻薄体积小、衍射效率高、设计自由度高、热稳定性良好、整形光路结构简单等优良特性，目前已经成为诸多光学仪器的重要元件。
文章插图
文章插图
DOE的基本原理是利用衍射原理在元件表面制备一定深度的台阶，光束通过时产生不同的光程差。通过不同表明设计来控制光束的发散角和形成光斑的形貌，实现光束均匀化、准直、聚焦或形成特定图案等功能。
文章插图
文章插图
目前DOE已经被应用于消费电子、医疗、激光加工等领域：
文章插图
大客户新产品有望采用类似Kinect的结构光方案：VCSEL激光器发射出的光束通过准直镜准直后，通过DOE器件得到25*25的激光散斑，然后再利用光栅进行“衍射复制”后得到更大的散斑图案，从而扩大投射角度。之后红外传感器捕捉散斑信息，通过位移量算法计算出环境物体的深度信息。
推荐阅读
- 微距传感器|红魔7 游戏手机系列在中国推出，配备SD 8 Gen1、高达 135W充电等
- 微距传感器|realme GT2系列全球首发日期正式揭晓
- 苹果|华为再度领先苹果？Mate50将搭载屏下3D结构光+连续光学变焦！
- 光学|手机影像要变天？OPPO与哈苏达成合作，新旗舰色彩调教「稳了」？
- imx686传感器|1999元！红米K50，这一次买不买？
- p英飞凌量产新款二氧化碳传感器，可连接至手机/笔记本
- 传感器|realme 9 Pro + 曝光，配备 50MP 索尼 IMX766 传感器
- 二氧化碳|英飞凌量产新款二氧化碳传感器，可连接至手机/笔记本
- 开箱|曾经的梦中情人：Sensei RAW 霜冻之蓝光学版开箱初体验
- 舜宇光学科技|舜宇：1月手机镜头模组出货量1.31亿，同比下降11%