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    金刚石热沉助力VCSEL激光器性能提升

    时间:2024-03-05浏览次数:519

    根据近几年全球数据显示,半导体激光器大火的要数VCSEL激光发射器。自2017年VCSEL成功应用于Iphon手机人脸识别模组,开始大规模受到关注。同时由于功率提升在激光雷达,安防照明等中长距领域也开始得到应用。

     

    相比固体激光器、光纤激光器等技术,VCSEL半导体激光器的电光转换效率较高,可达40%~60%,即便如此其工作时仍会产生大量的热,如散热效果不佳,则会造成芯片温度升高——直接影响半导体激光器输出功率、阈值电流密度、电光转化效率、微分量子效率、偏振度等性能,并导致半导体激光器寿命和可靠性的下降,甚至会损毁芯片。良好的散热是保障半导体激光器功率和光束质量关键因素之一。

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    激光器的热阻与热导率成反比关系,热沉材料的热导率越高,越可有效降低器件热阻。考虑到以上因素,氮化铝、氧化铝、金刚石等热沉材料应运而生,他们的应用可提升散热能力,减少热阻,提高激光器输出功率,延长激光器寿命。

     

    在诸多应用领域中,过度热沉需用到金刚石,其热导率可达1000~2200W/(K·m),相比于热导率为 140~230W/(K·m)的氮化铝过渡热沉,金刚石热沉可显著提高激光器散热效果;但相比于金刚石热沉,使用氮化铝热沉封装芯片的热失配度更低(基于热膨胀参数等数据)。因此采用金刚石热沉作为过渡热沉封装激光器时,对焊料有一定要求,一定要选择合适的焊料以减小热失配引入的热应力。

     

    金刚石热沉片是理想的电子散热器件材料,其热导率是铜的五倍,可满足多种热学应用,目前已经广泛应用于制作激光二极管、激光二极管阵列、大功率半导体器件、微波器件和大规模集成电路的散热片。凯发k8国际专注于金刚石生产研发,拥有世界一流的金刚石制造工艺,并独创金刚石原子级表面高效精密加工方法,将金刚石热沉片表面粗糙度降低至1nm以下,可以满足大部分电子散热器件的散热需求。


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