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松下研发全球首款连续波高功率蓝紫光半导体激光器
来源: CHINA.COM    发表时间:2015/10/9 16:07:00  浏览次数:
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松下公司今日宣布已研发出一种蓝紫光半导体激光器,其工作输出功率为4.5瓦,即使在激光器的最大工作温度(60℃)下,其输出功率也能达到传统激光器的1.5倍。该激光器还可以实现高能量转换效率的激光谐振,其转换效率是传统激光器的1.2倍。松下独一无二的双面热流封装技术使其成为可能,该技术可以改善散热。这一新开发的激光器将有助于让激光应用系统更加小巧且功耗更低,比如汽车和工业照明以及激光加工设备。

  通常,半导体激光器的输出功率会随着激光器芯片温度的上升而下降。此外,由于温度是激光器可靠性的决定因素(这是因为激光器的功能可靠性取决于激光器芯片温度),因此可用于实际应用的实际光输出受到激光器芯片温度限制。传统蓝紫光激光器仅从激光器芯片的一面散热,导致激光器芯片温度上升并将功率输出限制在大约3瓦。需要几十瓦的功率输出的激光系统将需要大量激光器,导致产生更多的热量并且需要更大的散热器。为了解决这一难题,单个激光器需要更高的效率和更大的输出。

  新研发的双面热流封装技术可以抑制激光器芯片的温度上升,从而保证激光束输出。由此还可以避免发热导致的激光束输出的下降,实现高输出、高效率运行。因此,在使用多个激光器的激光系统中,激光器的数量可以减少至传统激光器的三分之二。此外,由于散热器的尺寸可以减小,因此系统本身可以更小巧、更轻质。

  这款新开发的激光器具备以下特征:

  高输出:

  最大光输出功率为4.5瓦(是现有产品*2的1.5倍)

  高功率转换效率:

  33%(是现有产品*3的1.2倍)

  高可靠性:

  蓝紫光半导体激光器芯片的应变减少,实现稳定的输出

  该器件通过下列技术可以实现:

  通过在激光器芯片双面形成热流路径实现卓越的散热结构,因此将激光器芯片的导热性能提高至现有产品(热阻:新产品6.6K/W、现有产品10.5K/W)的1.6倍

  低应变散热块结构采用氮化铝,其具有几乎与激光器芯片相同的热膨胀系数

  基于新的高输出蓝紫光半导体激光器技术,松下在日本拥有23项专利,在海外拥有31项专利,包括一些待审批的专利申请。

  松下在9月28日在日本札幌举行的2015年固态器件和材料国际会议上展示了相关研究成果。

  这一工作得到了日本新能源和工业技术开发组织(NEDO)的部分支持,被纳入“节能技术战略创新计划”。

  *在60℃连续波工作状态下,在实际运行中

  *与松下研发的具有传统结构的激光器(在60oC工作温度下)相比

  *在60℃工作温度下,光输出为3瓦

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