據外媒報道，VectorPhotonics領導的Bloodline項目是一項由英國創新基金會資助的國際合作項目，旨在開發用于3D金屬激光打印的PCSEL。PCSEL是指光子晶體表面發射半導體激光器。Bloodline項目全名是“先進金屬增材制造系統的高亮激光二極管（BrightLaserdiOdesfOraDvancemetaLaddItivemaNufacturingsystEms）”。至2025年，PCSEL的市場規模有望將比現在翻兩番，達到100億美元。
VectorPhotonics牽頭了這個耗資150萬英鎊的項目，并與日本知名半導體、外延制造商和英國復合半導體供應商Catapult展開合作，后者將進行芯片可靠性測試。日本一家領先的工業設備制造商將提供產品評估，并最終提供進入市場的途徑。
VectorPhotonics首席技術官RichardTaylor博士說：“3D金屬激光打印機是將金屬粉末置于一個熔點以下的“粉末床”中。當前CO2激光器和光纖激光器都是通過內鏡系統掃描粉末表面并熔化金屬粉末進行逐層打印，這種工藝稱為選擇性激光熔化（SLM）。
2020年11月，VectorPhotonics開始生產基于PCSEL技術的半導體激光器，這是30年來激光器設計和制造領域的重大創新。PCSEL擁有制造成本低、堅固耐用，寬波長范圍和高功率的特點。借這些關鍵特性，PCSEL超過了當前大多數激光器技術，其中就包括堅固耐用但波長范圍較窄的VCSEL（垂直腔表面發射激光器），以及雖然具有較寬波長范圍但制造成本不菲的EEL（邊緣發射激光器）。
“VectorPhotonics的PCSEL技術將徹底改變SLM工藝。通過放大PCSEL陣列，PCSEL提供了一種獨特的提高激光功率的組合方式。通過移除鏡像，提供完全固態的解決方案，提高了可靠性和制造效率，其結果是用更少的費用和更快的印刷速度完成更高分辨率的3D打印，”RichardTaylor博士談到，“我們相信PCSEL將推動新一代3D金屬打印機的誕生，并為更大的市場增長作出貢獻。”
起初，VectorPhotonics是想將PCSEL技術投入到超大規模數據中心的應用上，但隨著研發的深入，團隊成員發現PCSEL技術在LiDAR（激光雷達）、移動消費者、生物識別和傳感市場具有更大的發展潛力。
PCSEL是激光生產的未來
PCSEL利用2D光柵結構以實現對光的線性和正交發射。這使得PCSEL成為唯一的激光器，其反饋在平面內完成，而光發射是在平面外且是從激光器頂面發出。平面外，正交的表面發射為激光器提供了巨大的成本優勢，因為它易于封裝和集成到PCB和電子組件中。通過VectorPhotonics的2D光柵結構（光子晶體）可以實現平面外穩定的光發射，從而產生反饋和單模發射。
PCSEL、VCSEL、EEL 技術對比圖
與等效的EEL或VCSEL相比，PCSEL結構在數據速率、波長和功率性能方面都具有優勢。“我們的PCSEL具有EEL和VCSEL的速度性能，而其測試和封裝成本僅為EEL的50%，并且功率還是VCSEL的10倍以上。”VectorPhotonics首席執行官NeilMartin對此表示。
PCSEL的相對優勢
VCSEL和EEL是當今最常用的半導體激光器技術，但兩種技術都有不足之初。基于GaAs（砷化鎵）的VCSEL價格低廉且堅固耐用，但波長范圍往往較窄，而且功率也不會太高。VCSEL最早于1990年代初投產。由于多波長操作所需各種材料系統帶來的生產挑戰，VCSEL的工作波長一直受到了限制。
不同半導體激光器技術對比
VCSEL的光柵結構還對可以產生的單模功率水平具有局限性。因此，盡管廠商可以快速而且經濟高效地生產VCSEL，但因單模性能使其并不適合用于高速數據通信和長距離電信。這些性能上的限制，也讓VCSEL在感測應用中的使用距離大大縮短。
距今已經投產了40多年的EEL，在電信和數據系統的表現證明了具有足夠可靠性和使用壽命。包括分布式反饋（DFB）激光器在內的基于InP（磷化銦）的EEL具有一定的速度和功率，但生產成本昂貴且易碎，因此難以處理。
Fabry-Perot激光器和分布反饋式激光器都是傳統的EEL類型。從光譜范圍和功率角度看，EEL都提供了高水平的單模性能。然而，EEL有兩個明顯缺點，第一個是它們必須精確對齊才能集成到系統中。這是因為單模光是從邊緣而不是從正面發射，這意味著激光器必須在組件內精確對齊，才能讓光纖中的光束重新定位到正確方向。
第二個缺點是EEL需要復雜的制造和測試過程。半導體晶圓必須被切成條狀，并在每塊面上涂上反射涂層。在將每個激光器“分割”成單個激光器設備進行系統集成前，必須先對每個激光器進行測試。這些處理和測試步驟會給廠商增加額外的成本，從而降低了產量。
PCSEL克服了VCSEL和EEL的種種弊端，同時提供了更寬的波長范圍和更高的功率選擇，其制造成本也下降不少。更為重要的是，VectorPhotonics可以提供任意波長范圍的PCSEL，以應對不同行業的實際應用。
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