(日本大阪讯)松下公司(Panasonic)宣布已研发出一种蓝紫光半导体雷射器,其工作输出功率为4.5瓦,即使在雷射器的最大工作温度(摄氏60度)下,其输出功率也能达到传统雷射器的1.5倍。该雷射器还可以实现高能量转换效率的雷射谐振,其转换效率是传统雷射器的1.2倍。松下独特的双面热流封装技术使其成为可能,该技术可以改善散热。这款新开发的雷射器将有助于让雷射应用系统更加小巧且功耗更低,比如汽车和工业照明以及雷射加工设备。
![雷射光源和应用雷射模组的横剖面图(Source:BUSINESS WIRE)](/news/2015/10/12/1429535370S.jpg) |
雷射光源和应用雷射模组的横剖面图(Source:BUSINESS WIRE) |
通常,半导体雷射器的输出功率会随着雷射器晶片温度的上升而下降。此外,由于温度是雷射器可靠性的决定因素(这是因为雷射器的功能可靠性取决于雷射器晶片温度),因此可用于实际应用的实际光输出受到雷射器晶片温度限制。传统蓝紫光雷射器仅从雷射器晶片的一面散热,导致雷射器晶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雷射系统将需要大量雷射器,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,单个雷射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雷射器晶片的温度上升,从而保证雷射光束输出。由此还可以避免发热导致的雷射光束输出的下降,实现高输出、高效率作业。因此,在使用多个雷射器的雷射系统中,雷射器的数量可以减少至传统雷射器的三分之二。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。
这款新开发的雷射器具备以下特征:
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:蓝紫光半导体雷射器晶片的应变减少,实现稳定的输出
该元件透过下列技术可以实现:
‧透过在雷射器晶片双面形成热流路径实现卓越的散热结构,因此将雷射器晶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,其具有几乎与雷射器晶片相同的热膨胀系数
采用新的高输出蓝紫光半导体雷射器技术,松下在日本拥有23项专利,在海外拥有31项专利,包括一些审核中的专利申请。
松下在9月28日在日本札幌举行的2015年固态元件和材料国际会议上展示相关研究成果。这一工作得到了日本新能源和工业技术开发组织(NEDO)的部分支援,被纳入「节能技术策略创新计画」。 (编辑部陈复霞整理)