在未來十年內,預計以激光二極管為光源的頭戴式顯示器市場將增長近 100 倍,隨著該市場的增長,預計在未來幾年里,增強現實(AR)眼鏡也將成為最受歡迎的可穿戴設備之一。然 而,現今的 AR 眼鏡中使用的彩色激光模塊十分笨重,導致眼鏡體積大而不美觀。更小、更時 尚的眼鏡需要超小的光源模塊,這也是 TDK 正在開發的模塊,如此一來 AR 眼鏡設備就可以成 為日常生活的一部分。
TDK 的全彩激光模塊配備了紅色、綠色和藍色三種激光,但模塊大小還不到一枚一美分硬 幣的一半!當這些顏色組合在一起時,可以創造出光譜上各種各樣的顏色,包括黃色和紫色, 甚至很難產生的白色。為了演示,我們在 RETISSA Display 2 上安裝了我們的全彩激光模塊, 該眼鏡是 QD Laser 公司的 AR 眼鏡。除了 AR 眼鏡和 VR 眼鏡之外,我們的全彩激光模塊還應用 到了飛秒投影儀和汽車平視顯示器中。
TDK 的全彩激光模塊原型結構緊湊,尺寸僅為 6.7mm 長,5.5mm 寬,2.7mm 高。目前,我 們設想使用包括端子在內的長 8.0mm 的柔性印刷電路(FPC)連接。全彩激光模塊非常輕,重 量只有 0.35g。三個激光二極管均已安裝,其中紅色激光二極管的波長為 636nm,綠色為 520nm,藍色為 455nm,每種顏色的輸出功率都在 5mW 以下。該模塊配有光電探測器和熱敏電 阻,監測機組的內部溫度,防止過熱。
實現這種超小型光源面臨著兩大技術挑戰:使用平面光波電路實現小型化以及縮短生產時 間。傳統的 RGB 激光模塊配有用于每種顏色的反射鏡和透鏡,這些反射鏡和透鏡組合成一條光 路,導致模塊體積很大。相比之下,TDK 全彩激光模塊采用 NTT 的平面光波電路將每種顏色組合成一條光路。在這種新式裝配結構中使用 PLC 和裸激光芯片,使得對齊位置時需要更少的 點。綜合上述因素,TDK 的模塊比傳統模塊小了 10 倍。
新組件的結構也要求高精度對齊,TDK 的高速自動化技術轉移激光芯片,可在高速、高精 度下對齊芯片,并將芯片粘到 PLC 上。該過程在 5 秒內自動完成,比傳統模塊快了約 150 倍。
TDK 的超小型全彩激光模塊還可以運用到許多應用上,而我們的高速制造工藝也將為該模 塊的使用提供支持。TDK 將于 2021 年下半年開始提供樣品,2023 年開始生產。
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