Was ist VCSEL?

VCSEL steht für Vertikaler Oberflächenemitter-Laser und ist ein Laser, der in der Optoelektronik eingesetzt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lasern, die Lichtstrahlen seitlich ausstrahlen, gibt ein VCSEL das Licht senkrecht zur Oberfläche ab. Dadurch ist es möglich, das Licht direkt auf Sensoren oder andere optische Komponenten zu lenken. VCSELs haben einen Durchmesser von nur wenigen Mikrometern und können in großer Stückzahl auf einem Wafer produziert werden.

Funktionsweise von VCSEL

Das Funktionsprinzip von VCSEL beruht auf der Injektion von Elektronen und Löchern in eine spezielle Halbleiterstruktur, die als Aktivschicht bezeichnet wird. Dort rekombinieren die Ladungsträger und geben dabei Energie in Form von Photonen ab. Durch die Verwendung von Spiegelungen an den Enden der Halbleiterstruktur wird das Licht senkrecht zur Oberfläche abgestrahlt. Die Wellenlänge des emittierten Lichts hängt von den Materialeigenschaften der Halbleiterstruktur ab.

Anwendungen von VCSEL

VCSELs finden in verschiedenen Anwendungen Einsatz, zum Beispiel in der Datenübertragung, der Sensortechnik und der 3D-Gesichtserkennung. In der Datenübertragung ermöglichen VCSELs hohe Übertragungsraten bei kurzen Distanzen, da sie das Licht in einem schmalen Strahl abstrahlen. In der Sensortechnik werden VCSELs zur Abstandsmessung oder zur Gasanalyse eingesetzt. Durch die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von VCSELs ist ein weiteres Wachstum dieser Technologie zu erwarten.

Beispiel: VCSEL in 3D-Gesichtserkennung

Eine besonders vielversprechende Anwendung von VCSELs ist die 3D-Gesichtserkennung. Hierbei wird das Gesicht einer Person mit Hilfe eines VCSEL-Scanners dreidimensional erfasst und anschließend mit einer Datenbank abgeglichen, um die Identität festzustellen. Da VCSELs das Licht in einem schmalen Strahl abstrahlen, können sie auch bei schwierigen Lichtverhältnissen zuverlässige Ergebnisse liefern. Die 3D-Gesichtserkennung wird unter anderem in der Sicherheitstechnik eingesetzt, um Zutrittsberechtigungen zu kontrollieren oder Kriminalfälle aufzuklären.