作者: Michal Chinn 美国 TDK 公司信息与通信技术高级副总裁
在未来十年内,预计以激光二极管为光源的头戴式显示器市场将增长近 100 倍,随着该市场的增长,预计在未来几年里,增强现实(AR)眼镜也将成为最受欢迎的可穿戴设备之一。然 而,现今的 AR 眼镜中使用的彩色激光模块十分笨重,导致眼镜体积大而不美观。更小、更时 尚的眼镜需要超小的光源模块,这也是 TDK 正在开发的模块,如此一来 AR 眼镜设备就可以成 为日常生活的一部分。
TDK 的全彩激光模块配备了红色、绿色和蓝色三种激光,但模块大小还不到一枚一美分硬 币的一半!当这些颜色组合在一起时,可以创造出光谱上各种各样的颜色,包括黄色和紫色, 甚至很难产生的白色。为了演示,我们在 RETISSA Display 2 上安装了我们的全彩激光模块, 该眼镜是 QD Laser 公司的 AR 眼镜。除了 AR 眼镜和 VR 眼镜之外,我们的全彩激光模块还应用 到了飞秒投影仪和汽车平视显示器中。
TDK 的全彩激光模块原型结构紧凑,尺寸仅为 6.7mm 长,5.5mm 宽,2.7mm 高。目前,我 们设想使用包括端子在内的长 8.0mm 的柔性印刷电路(FPC)连接。全彩激光模块非常轻,重 量只有 0.35g。三个激光二极管均已安装,其中红色激光二极管的波长为 636nm,绿色为 520nm,蓝色为 455nm,每种颜色的输出功率都在 5mW 以下。该模块配有光电探测器和热敏电 阻,监测机组的内部温度,防止过热。
实现这种超小型光源面临着两大技术挑战:使用平面光波电路实现小型化以及缩短生产时 间。传统的 RGB 激光模块配有用于每种颜色的反射镜和透镜,这些反射镜和透镜组合成一条光 路,导致模块体积很大。相比之下,TDK 全彩激光模块采用 NTT 的平面光波电路将每种颜色组合成一条光路。在这种新式装配结构中使用 PLC 和裸激光芯片,使得对齐位置时需要更少的 点。综合上述因素,TDK 的模块比传统模块小了 10 倍。
新组件的结构也要求高精度对齐,TDK 的高速自动化技术转移激光芯片,可在高速、高精 度下对齐芯片,并将芯片粘到 PLC 上。该过程在 5 秒内自动完成,比传统模块快了约 150 倍。
TDK 的超小型全彩激光模块还可以运用到许多应用上,而我们的高速制造工艺也将为该模 块的使用提供支持。TDK 将于 2021 年下半年开始提供样品,2023 年开始生产。
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