PCSEL技术完成真实环境自由空间光通信首秀，迈向商业化

2026-11-12

“Vector Photonics的技术不再是一个开发中的概念，而是具备真实世界应用的商业现实。”

2026年3月，光子晶体面发射激光器（PCSEL）成功用于跨500米距离的数据传输。这一事件的意义在于：这是PCSEL首次在实验室环境之外，完成自由空间光通信（FSOC）的演示。

业内预计，这一突破将推动建筑物之间、园区内乃至卫星节点之间建立更快、更安全的互联网连接，而无需依赖线缆或无线电信号。

PCSEL：兼具边发射与VCSEL的优势

PCSEL是一种新型全半导体激光器，结合了边发射激光器的高功率与垂直腔面发射激光器（VCSEL）的速度和面发射特性，相较两类传统激光器具备多项关键优势：

更高单模输出功率：有源区面积大于VCSEL，因而单模输出功率更高，可扩展性更强，适合高速、高可靠的光链路；
面发射：光从器件表面发射，简化了在PCB上的安装及与电子系统的集成；
低光束发散角：单模输出与低发散角可省去复杂的光束整形元件；
波长灵活：覆盖从紫外到远红外，支持多样化应用；
半导体工艺兼容：作为全半导体技术，可利用成熟、经过验证的半导体产线与设施。

凭借窄波束、高亮度、优异光束质量与低发散角——这些对最小化长距离信号损耗至关重要——PCSEL的首个商业应用很可能是安全自由空间光通信系统。同时，其宽波长灵活性还可应用于AI数据中心、激光雷达系统与增材制造（3D打印）。

直到不久前，PCSEL在很大程度上仍是一个研究项目，尚未在学术实验室之外得到验证。而格拉斯哥大学衍生公司Vector Photonics已迈出商业化的重要一步：证明PCSEL可用于真实环境。

首次公开演示：横跨克莱德河

Vector Photonics与英国弗劳恩霍夫应用光子学中心（Fraunhofer CAP）合作。后者是应用激光研发领域的世界领先机构，核心能力涵盖应用研发以及面向能源、安全、环境、传感、空间、生命科学和量子技术等领域的光学系统与模块的设计、测试和表征，已与数十家公司、研究技术组织及大学合作完成200多个项目。

该项目名为“Hoplite”，由英国创新署（Innovate UK）资助，属于“创新合同：未来电信挑战第二阶段”。

首次公开的“露天”PCSEL演示于苏格兰格拉斯哥一个阴天下午进行，使用弗劳恩霍夫基于Vector Photonics InP半导体PCSEL搭建的通信系统。信号从格拉斯哥科学中心发射，横跨克莱德河，传输至克莱德赛德酿酒厂。

选址颇具象征意义：克莱德赛德酿酒厂泵房曾是女王码头的心脏，通过操作旋转桥为船只进出发出信号；而科学中心则是发展与发现的灯塔。这一场景也呼应了苏格兰海军军官菲利普·霍华德·科隆姆中将的发明——他开创性地将信号灯用于舰船间的光通信，被英国皇家海军采用并沿用至今。

该系统以50Mbps速率传输数据，足以同时播放两路1080p高清视频。这一速率并不高，但已是项目要求的两倍。项目周期仅8个月，数据速率受限于驱动电子器件。

Vector Photonics的PCSEL与竞争研究项目的关键区别在于：其PCSEL在光子晶体区域采用全半导体结构。公司预计，在不久的将来，可在类似真实环境中完成1公里距离、1GHz数据速率的FSOC试验。

弗劳恩霍夫CAP首席研究员Gerald Bonner博士表示：“该项目是一个绝佳机会，让我们得以部署弗劳恩霍夫CAP在光学系统工程方面的能力，协助Vector Photonics展示PCSEL日益成熟的技术水平及其在光通信领域的潜力。”

Technology Scotland高级项目经理Elena Kniazeva表示：“我们很高兴亲眼见证Vector Photonics技术的成功演示。该项目与苏格兰弗劳恩霍夫CAP团队合作交付，凸显了我们行业中以合作驱动创新的力量。”

Lincoln IP特许专利律师兼董事David Fulton表示：“Vector Photonics与弗劳恩霍夫英国的演示让我印象深刻，展示了PCSEL作为自由空间数据传输光源的潜力。看到这项技术在如此短的时间内发展至此，令人惊叹。”

进入规模化阶段

Vector Photonics现已结束初创阶段，进入规模化阶段。设计概念已获验证，公司正持续提升光输出功率等器件性能。当前重点是确保PCSEL器件具备高质量、可复现性和可靠性的可制造性。由于面发射激光器的设计比现有商用器件更具容错性，良率预计较高。

公司商业战略的核心支柱是认证两家新的商业晶圆厂，分别位于欧洲和北美，以确保为全球合作伙伴提供有韧性、高完整性的供应链。两家晶圆厂初期将提供足够器件，用于严格的质量与可靠性测试，之后向客户交付产品样品，并满足数据中心、自由空间光通信（地面与空间）及国防领域当前的初期开发需求。

将器件带出实验室是一项重大成就，证明Vector Photonics的技术不再是一个开发中的概念，而是具备真实世界应用的商业现实。

关于Vector Photonics

Vector Photonics于2020年在格拉斯哥注册成立，位于苏格兰西部科技园。公司已在真实环境的实验室外演示中验证了其专有的光子晶体面发射激光器（PCSEL）技术，目前正将关键设计与工艺知识转移至工业环境，以实现高量产制造。作为全半导体技术，PCSEL可利用成熟、经过验证的半导体产线与设施。应用领域包括数据中心、自由空间光通信、卫星、量子计算和激光雷达。

来源：Vector Photonics官方资料及Photonics媒体发布。