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

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

據外媒報道，美國伊利諾伊大學香檳分校格雷格工程學院（UNIVERSITY OF ILLINOIS GRAINGER COLLEGE OF ENGINEERING）電氣與計算機工程系教授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建了小島，并表示：“與獨立打造VCSEL，再將其連接到微電子器件的標準設備相比，采用外延轉移法打造的VCSEL更緊湊、性能更好、更不易過熱。”

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

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

許多半導體激光器都是從側面發射激光，即光束會平行于電觸點。此類設備需要額外的傳統制造步驟，以確保有一個光滑表面，讓激光能夠順利離開材料。相比之下，VCSEL產生的激光則垂直于電觸點，并垂直穿過頂層，簡化了制造過程，為設計更緊湊的設備打開了大門。

創建VCSEL陣列的標準方法是手動將預制激光器以“倒裝芯片綁定”的方式焊接到電子芯片上，該過程十分耗時，而且精度有限。如果要讓最終的設備更小更高效，則需要在微芯片上將其與電子設備直接集成到一起。

Espenhahn通過將未被處理的VCSEL設備結構連接到臨時平臺上來實現這一點。在為單個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。然后將臨時平臺翻轉并置于主硅平臺之上，讓不同的材料“島”粘合在一起。在移除臨時平臺之后，會留下一組由外延轉移法制成的材料“島”，可用于加工成VCSEL設備。

由于VCSEL是在轉移過程之后制造的，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，實現更強的可控性。

面部識別只是激光雷達技術的一個應用，該技術會利用反射的激光在計算機上創建圖像或模型。基于VCSEL的激光雷達的另一個突出應用是用于自動駕駛汽車視覺與傳感技術。

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