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半导体激光应用发展新契机

导读: 自从激光被发明以后,各种的应用随即发展起来,但真正能应用在消费性电子产品是在半导体激光器发明之后。

  摘要

  自从激光被发明以后,各种的应用随即发展起来,但真正能应用在消费性电子产品是在半导体激光(或称激光二极体, Laser Diode LD)发明之后,特别是在1977年发明的面射型激光(VCSEL),因为半导体激光具有轻巧、电光转换效益高、低消耗功率、寿命长、及易由电流来控制其光输出功率、且调制频率可达10GHz以上等特性。这些特性使它可广泛应用于资讯处理、光纤通讯、家电用品等民生消费电子产品上。未来半导体激光将带动另一波的光电消费性电子产业。本篇将以半导体激光应用发展新契机为主体,分为四领域的应用来分析半导体激光的新应用。

  一、光纤超高速/容量资料传输

  为缩短高储存容量资料输出入的时间,如随身碟、电脑、手机、MP4等等消费性电子产品,新一代USB超高速资料传输的相容性测试标准有望于进期出台。第一版USB1.0是在1996年出现的,速度只有1.5Mb/s;两年后升级为USB 1.1,速度也大大提升到12Mb/s ,至今在部分旧设备上还能看到这种标准的介面;2000年4月,目前广泛使用的USB 2.0推出,速度达到了480Mb/s,是 USB 1.1的四十倍;如今八个半年头过去了,USB 2.0的速度早已经无法满足应用需要,USB 3.0也就应运而生,最大传输带宽高达5.0Gb/s。参与测试标准制定的美国安捷伦科技(Agilent Technologies)表示,预定推出"TestSpecification 1.0"。这是安捷伦公司的USB 应用产品经理Jim Choate 在东京都内举行的研讨会"USB 3.0─SuperSpeed USB 的冲击"上宣布的。

  Choate 表示,将从测试标准出台后的半年开始进行发送电路及接收电路的相容性测试。预计09 年底之前USB-IF 会举行最初的测试认证大会"Compliance Workshop"。支援取得USB-IF 认证的USB 3.0 标准的最终产品有望于2010 年前后面世。 USB 3.0 的最大数据传输速度高达5Gbit/秒,可望大幅提高设备间的数据传输速度。通过采用新的电源管理技术,小型便携设备也可以进行高速数据通信。通过确保对连接线和连接器等现行USB 2.0 的向下相容性,实现了更广泛的利用。除个人电脑及其周边备,还可应用于手机等小型便携设备。USB-IF 议长Jeff Ravencraft 在开发商会议上的演讲中表示:收发IC 的开发已经开始。2010 年初将推出支援USB 3.0 的最终产品。目标是配备于利用快闪记忆体的所有设备。

  USB 3.0的传输速度在INTEL的规范中,需为原来USB2.0的10倍。故刚开始的确大家有在谈不再使用内缆式的架构而改为激光,并且INTEL当时规范上,并无限定需使用何种方式传输。最后因内缆式已经突破速度瓶颈,内缆式已大量生产的情况之下,其成本明显较低,故USB 3.0在使用激光传输的部分就因此减少,不过仍有部分公司就以激光来传输。但是USB 4.0 的规范目前还没有正式公布的情况之下,业界依照INTEL的改革习惯,普遍认为USB 4.0所要求的传输速度,以内缆式架构,其困难度比起USB 3.0高出许多,并认为如果INTEL坚持USB4.0的传输速度规范。激光光纤式的架构为现行可以想到的方法。所以,光纤用于USB 4.0的机会目前看来,确实有其商机。

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