据麦姆斯咨询报道，近日，台湾工业技术研究院（ITRI）和美国Ganvix公司的研究人员扩大了双方的合作项目内容，以进一步开发短波长垂直腔面发射激光器（VCSEL）。
基于多孔氮化镓（GaN）半导体材料的方法，研究人员已经开发出蓝光VCSEL。目前，ITRI和Ganvix正着眼于绿色波长和VCSEL阵列的量产。
双方希望项目“第二阶段”的努力将有助于提供适用于新兴AR和VR设备的红光、绿光和蓝光VCSEL阵列。
RGB VCSEL光引擎
“基于Ganvix的设计和ITRI的可制造性之间的密切合作，在蓝色波长范围内工作的GaN VCSEL已成功展示。”双方宣布并补充说明下一阶段的开发工作将包括激光器及其阵列的测试和封装，以及推动绿色波长的VCSEL研发。
“我们的目标市场包括消费电子、工业、医疗和生命科学、通信、增强现实（AR）和虚拟现实（VR）应用。”双方表示，“近期的应用包括用于激光扫描显示器的红光、绿光和蓝光（RGB）VCSEL光引擎、用于自由空间和光纤通信的激光器及其阵列。”
与英国剑桥的Porotech公司类似，Ganvix正在寻求利用多孔GaN半导体材料的特性，以提供发射波长介于紫外线和绿色波长之间的紧凑型VCSEL。Ganvix列举了卓越的波长控制、更小的光斑尺寸和更好的阵列架构，作为基于多孔GaN半导体材料的方法的优势示例。
ITRI过去一直在开发用于量产的LED和激光二极管方面发挥了重要作用，目前正在研究如何加快Ganvix的VCSEL产品上市时间。
“由此产生的产品将为高性能和低成本GaN VCSEL在数十亿美元的全球市场中创造新的机会。”双方继续说道。
纳米复合布拉格反射器
尽管基于砷化镓（GaAs）的VCSEL在20多年前就开发出来，并且现在是光电领域发展最快的技术之一，但是事实证明，开发更短波长的VCSEL更具挑战性。
“对于更短波长的VCSEL，需要GaN材料，但直到现在还没有商业上可行的解决方案来形成所需的激光反射腔镜。”双方说道，“Ganvix使用纳米多孔技术来设计GaN的光学特性，从而解决了这个问题。”
ITRI电子与光电系统研究实验室主任Shih-Chieh Chang预测：“对于未来的元宇宙（metaverse）应用，三基色（RGB）VCSEL将发挥关键作用。我们很高兴与Ganvix继续深化合作，推出商业化产品，也能带动台湾产业进入元宇宙市场。”
Ganvix首席执行官John Fijol补充说：“我们很高兴地宣布，使用我们与ITRI合作制造的专有纳米多孔GaN成功演示了蓝光VCSEL。这标志着该新型激光器的商业化取得了重大成就。”
根据Ganvix公司网站内容显示，纳米多孔技术能够完全由外延生长的GaN制造VCSEL，而不会引入任何晶体缺陷或晶格失配。亚波长纳米孔产生GaN/空气纳米复合材料，它具有可调节的折射率，有助于形成对VCSEL器件至关重要的高反射率（>99.9%）分布式布拉格反射器（DBR）。
Porotech在今年早些时候募集了2000万美元的风险投资，并已与外延晶圆代工厂IQE达成协议，该公司也在寻求利用多孔GaN的特性研发发光器件，尽管到目前为止它的目标是micro-LED，而不是VCSEL。
多孔半导体结构被设计用于可以发射红光、绿光和蓝光的激光器——这意味着近眼显示器所需的RGB光源都可以在统一的半导体材料平台上生产。
延伸阅读：
《传感应用的VCSEL技术及市场-2021版》
《VCSEL专利态势分析-2022版》
《VCSEL期刊文献检索与分析-2022版》
《飞行时间（ToF）传感器技术及应用-2020版》
