蓋世汽車訊 當(dāng)你使用面部識別解鎖手機(jī)的時(shí)候，手機(jī)如何知道你是你呢？其實(shí)是有一組微小的激光照亮你的臉，然后手機(jī)會利用反射的激光構(gòu)建一個(gè)3D模型，就跟臉部地形圖一樣，如此一來，手機(jī)軟件就可以利用該模型決定是否解鎖手機(jī)。

此類稱為垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）的微小激光器使得該技術(shù)成為可能。傳統(tǒng)而言，此類激光器被用于短程數(shù)據(jù)傳輸、激光打印機(jī)，甚至是電腦鼠標(biāo)。不過，自從其開始出現(xiàn)在主流面部識別和3D成像技術(shù)以來，人們對該激光器的需求就出現(xiàn)了爆炸性增長，而且還要求此類激光器變得更高效、更緊湊。

據(jù)外媒報(bào)道，美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校格雷格工程學(xué)院（UNIVERSITY OF ILLINOIS GRAINGER COLLEGE OF ENGINEERING）電氣與計(jì)算機(jī)工程系教授John Dallesasse研究小組的研究生Leah Espenhahn演示了一種直接將VCSEL集成至電子芯片中的新工藝。她采用一種稱為外延轉(zhuǎn)移（epitaxial transfer）的方法，直接在硅微電子器件上打造VCSEL，就像在硅器件中為激光器創(chuàng)建了小島，并表示：“與獨(dú)立打造VCSEL，再將其連接到微電子器件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備相比，采用外延轉(zhuǎn)移法打造的VCSEL更緊湊、性能更好、更不易過熱?！?/p>

Espenhahn拿著完全集成在硅上的VCSEL晶圓（圖片來源：伊利諾伊大學(xué)香檳分校格雷格工程學(xué)院）

VCSEL屬于一種半導(dǎo)體激光器。與其他激光器一樣，能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈集中的光束，但其完全由半導(dǎo)體材料制成。這意味著，同樣由半導(dǎo)體材料制成的電子微芯片的制造技術(shù)可適用于激光器。

許多半導(dǎo)體激光器都是從側(cè)面發(fā)射激光，即光束會平行于電觸點(diǎn)。此類設(shè)備需要額外的傳統(tǒng)制造步驟，以確保有一個(gè)光滑表面，讓激光能夠順利離開材料。相比之下，VCSEL產(chǎn)生的激光則垂直于電觸點(diǎn)，并垂直穿過頂層，簡化了制造過程，為設(shè)計(jì)更緊湊的設(shè)備打開了大門。

創(chuàng)建VCSEL陣列的標(biāo)準(zhǔn)方法是手動(dòng)將預(yù)制激光器以“倒裝芯片綁定”的方式焊接到電子芯片上，該過程十分耗時(shí)，而且精度有限。如果要讓最終的設(shè)備更小更高效，則需要在微芯片上將其與電子設(shè)備直接集成到一起。

Espenhahn通過將未被處理的VCSEL設(shè)備結(jié)構(gòu)連接到臨時(shí)平臺上來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在為單個(gè)激光器蝕刻不同的材料“島”之后，會將一層粘合材料至于上方。然后將臨時(shí)平臺翻轉(zhuǎn)并置于主硅平臺之上，讓不同的材料“島”粘合在一起。在移除臨時(shí)平臺之后，會留下一組由外延轉(zhuǎn)移法制成的材料“島”，可用于加工成VCSEL設(shè)備。

由于VCSEL是在轉(zhuǎn)移過程之后制造的，因而與“倒裝芯片綁定”的器件相比，能夠以更精確地方式放置到電子電路上。此外，最后制成的器件也會擁有更好的熱性能，實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的可控性。

面部識別只是激光雷達(dá)技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用，該技術(shù)會利用反射的激光在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建圖像或模型?；赩CSEL的激光雷達(dá)的另一個(gè)突出應(yīng)用是用于自動(dòng)駕駛汽車視覺與傳感技術(shù)。

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