日本大阪--(美國商業資訊)--松下公司今日宣布已研發出一種藍紫光半導體激光器,其工作輸出功率為4.5瓦,即使在激光器的最大工作溫度(60ºC)下,其輸出功率也能達到傳統激光器的1.5倍。該激光器還可以實現高能量轉換效率的激光諧振,其轉換效率是傳統激光器的1.2倍。松下獨一無二的雙面熱流封裝技術使其成為可能,該技術可以改善散熱。這一新開發的激光器將有助于讓激光應用系統更加小巧且功耗更低,比如汽車和工業照明以及激光加工設備。
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通常,半導體激光器的輸出功率會隨著激光器芯片溫度的上升而下降。此外,由于溫度是激光器可靠性的決定因素(這是因為激光器的功能可靠性取決于激光器芯片溫度),因此可用于實際應用的實際光輸出受到激光器芯片溫度限制。傳統藍紫光激光器僅從激光器芯片的一面散熱,導致激光器芯片溫度上升并將功率輸出限制在大約3瓦。需要幾十瓦的功率輸出的激光系統將需要大量激光器,導致產生更多的熱量并且需要更大的散熱器。為了解決這一難題,單個激光器需要更高的效率和更大的輸出。
新研發的雙面熱流封裝技術可以抑制激光器芯片的溫度上升,從而保證激光束輸出。由此還可以避免發熱導致的激光束輸出的下降,實現高輸出、高效率運行。因此,在使用多個激光器的激光系統中,激光器的數量可以減少至傳統激光器的三分之二。此外,由于散熱器的尺寸可以減小,因此系統本身可以更小巧、更輕質。
這款新開發的激光器具備以下特征:
高輸出:
最大光輸出功率為4.5瓦(是現有產品*2的1.5倍)
高功率轉換效率:
33%(是現有產品*3的1.2倍)
高可靠性:
藍紫光半導體激光器芯片的應變減少,實現穩定的輸出
該器件通過下列技術可以實現:
通過在激光器芯片雙面形成熱流路徑實現卓越的散熱結構,因此將激光器芯片的導熱性能提高至現有產品(熱阻:新產品6.6K/W、現有產品10.5K/W)的1.6倍
低應變散熱塊結構采用氮化鋁,其具有幾乎與激光器芯片相同的熱膨脹系數
基于新的高輸出藍紫光半導體激光器技術,松下在日本擁有23項專利,在海外擁有31項專利,包括一些待審批的專利申請。
松下在9月28日在日本札幌舉行的2015年固態器件和材料國際會議上展示了相關研究成果。
這一工作得到了日本新能源和工業技術開發組織(NEDO)的部分支持,被納入“節能技術戰略創新計劃”。
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在60ºC連續波工作狀態下,在實際運行中。(截至2015年9月29日;來源:松下)。
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與松下研發的具有傳統結構的激光器(在60ºC工作溫度下)相比
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在60ºC工作溫度下,光輸出為3瓦
開發結構示意圖
激光光源和應用激光模塊的橫剖視圖