自1960年第一具紅寶石激光研發(fā)成功后,激光的各項性質,如高亮度、單色性、同調性、方向性等,就立刻受到全世界矚目,廣泛運用在通訊、家用電器、機械加工、醫(yī)療設備,以及測量、軍事等領域。其中,激光二極管(Laser Diode, LD)具有輕、薄、短、小、高壽命、耐震、方向性佳及輸出功率高等特性,適合供作長距離、大容量之通信用光源及存取高密度記錄媒體,已大量應用于光通訊與光儲存產業(yè)上,LD之發(fā)展頗被看好。
特別是,第四代電視技術——激光顯示技術如果按照人們的預期大規(guī)模商用,將為激光二極管帶來翻天覆地的機遇。
(1)光通訊用LD:光收發(fā)模組
光收發(fā)模組基本上系由發(fā)光源(LD或LED)、受光檢光器(PIN/APD二極管)、驅動電路、放大電路、連接器及外殼等元件所組成。由于采用LD為發(fā)光源,故具有輸出功率較高、速度快、發(fā)光度集中等優(yōu)點,可配合單膜態(tài)光纖用在長途通信上。而在檢光器部分,PIN二極管的成本低廉,靈敏度高、反應迅速,短波長的PIN多用Silicon為材料;長波長通訊或高頻操作時,則多用砷化銦鎵(InGaAs)或砷化鎵(GaAs)為材料。
光收發(fā)模組的分類可依傳輸速率或功率的大小及接收靈敏度的高低來區(qū)分,依傳輸速率之分類而言,目前1.25Gbps規(guī)格的光收發(fā)模組為市場之主流,售價約在100多美元左右(另有低速的155Mbps及高速的10Gbps)。而后者之分類,則多為系統(tǒng)廠商依據(jù)其產品所訂,目前這部分尚無統(tǒng)一之規(guī)格。
全球知名的光收發(fā)模組廠商有HP、Lucent、Infineon等。另外,為配合光纖到桌及光纖區(qū)域網(wǎng)路的發(fā)展趨勢,市場上也出現(xiàn)Small Form Factor(SFF)的光收發(fā)模組,較有名的有Lucent的LC、3M陣營的VF45(3M、Infineon等發(fā)起)、AMP陣營的MT -RJ(HP、AMP等發(fā)起)。
(2)光儲存用LD:光碟機讀寫頭
光碟機讀寫頭主要元件包括:發(fā)光源(LD)、光檢測晶片(PDIC, Photo Detector Integrated Circuit)、物鏡(Objective Lens),準直鏡(Collimator Lens)、致動器(Actuator)及其他光學元件等。目前光碟機讀取頭所用之LD光源波長有780nm LD及短波長(650nm/635nm)紅光LD兩類,其中前者多用于CD家族產品,后者則用于DVD系列。目前業(yè)界正在開發(fā)短波長藍光LD,以儲存更高容量之藍光DVD光碟片。
(3)激光彩色顯示器/電視機
激光彩色顯示器是以高速之掃描反射鏡,將激光束射向一片任意墻上,形成影像,其原理類似電視機電子射線之掃描原理,并且運用由二極管激光激發(fā)固態(tài)激光而產生紅綠藍三色激光之技術。
目前、激光顯示器雖然沒有的批量產品面市,但相關樣機卻不少,售價更是十分昂貴。隨著相關技術的成熟,激光彩色顯示器/電視機必將成為繼平板顯示器(如TFT-LCD或PDP)之后的第四代電視產品,激光二極管也將迎來新的發(fā)展機遇。