新亮提供功率转换效率超50%的VCSEL模块，助力高功率激光系统应用扩展至工业加热领域

时间： 2021-10-11 来源：新亮光子

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热处理，可能是最为常见的制造加工工艺，但激光加热目前仅用在少数领域。热处理需要低亮度的大面积均匀照射，及对热量进行精准控制；这些要求，对于传统的高功率激光器来说，处理相当复杂，而VCSEL阵列天生就具备这些能力，运作起来易如反掌。

由于快速响应能力和低功耗，垂直腔面发射激光二极管(VCSEL)已广泛用于数据通信和传感应用。通过集成大面积的VCSEL阵列，可以实现达几W/mm²的功率密度，这些特性使得VCSEL能够进入大功率应用领域，成为理想的加热应用解决方案，如熔化，焊接，固化，干燥，烧结等。

传统的工业加热，包括，燃炉，对流恒温烤箱，热风机，微波炉，感应加热，卤素灯等，这些方法有其特定优势，并继续在某些领域发挥作用。但一般来说，它们体积较大，启动及加热缓慢，热量控制不精确。与传统的辐射热源相比，边发射激光和泵浦固态激光器具有更高的亮度，但对于加热应用来说，他们或许功率密度过高，而照射面积过小。通过特殊的光学设计，匀化扩束，可以达至均匀照射更大面积，但需要复杂的光学透镜组合，这使得系统变得笨重，脆弱，及昂贵。

就像现在LED正在取代白炽灯和普通照明电灯一样，由于显著提高的效率和可靠性，VCSEL也将成为下一代加热灯。从制造，集成封装工艺两方面而言，VCSEL作为热源与LED作为光源有许多相似之处，都具有成本优势。

不借助任何特殊的光学设计，VCSEL就能够提供非常均匀的照明，并可以缩放到任意大小的区域。VCSEL无需光纤耦合系统，非常紧凑，可以精准控制热量，同时，窄带宽特性允许VCSEL匹配材料处理的特定吸收光谱。VCSEL固有的可靠性，与LED兼容的封装方法，都为系统提供了高可靠性，及在恶劣环境下工作的能力。

VCSEL发光孔截面示意图，根据台面和孔径尺寸，每个发光孔的光输出功率为1到10mW

密集的VCSEL阵列布局，可实现更高的输出功率

新亮光子2D阵列VCSEL模块包括多个独立芯片，功率转换效率超过50%，可提供几百瓦的连续(CW)功率和大于1000W的准连续(QCW)功率

通过集成多个芯片形成更大功率的芯片阵列。上图所示的VCSEL模块包含40个1.5X1.5mm²的芯片，芯片焊接在高导热性的陶瓷基板上，然后子安装座焊接在用于散热的镀镍铜基座上。40颗个芯片通过串联及并联的电路连接，芯片上的阳极焊盘进行引线键合到下一个芯片的焊盘。基板的两端为正负极，用于连接到电源连接器。这个VCSEL模块仅25X11mm²，可以提供超过300W的总连续输出功率（CW）。

通过以二维模式堆叠模块，总输出功率便可以轻松地成倍增加，如下图所示：

由于无可比拟的优越特性，VCSEL阵列将传统高功率激光器的应用，已经扩展到工业加热领域。而其中，高性能及低成本是决定性的关键因素。新亮光子提供超高性价比的各种标准激光模块，根据客户的个性化要求，提供定制各种功率，波长（650nm~1100nm），可寻址，多样化的解决方案，以及为配合模块使用的散热方案。

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本文由郭昊旻转载自新亮光子，原文标题为:VCSEL阵列扩展了高功率激光系统的应用范围，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（1）

WilberTse Lv6. 高级专家 2021-10-14

学习了！

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LD0940-C002-XXXXRA-0103 940nm 4W VCSEL Diode with Diffuser

型号- LD0940-C002-XXXXRA-0103

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808nm 60mW VCSEL Diode LD0808-B060-0025CC-XXXX

型号- LD0808-B060-0025CC-XXXX,LD0808-B060-0025CC-0101,LD0808-B060-0025CC-0301,LD0808-B060-0025CC-0508

数据手册 - 新亮光子 - V.01 - 2021/05/20 PDF 英文下载

【应用】808nm VCSEL是用于脱毛仪理想的激光光源，穿透力更强，可直达深层毛囊，200/50/20W功率可选

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型号- LD0850-B015-0025CCP-0317,LD0940-BX00-XXXXRC-XXXX,LP000D-C00X-XXXXSC-0103,LD0940-B070-00XXCCP-0331,LM0808-B006-0722DA,RF0XXX-C001-0001A7-C-L,LD0940-C025-0025CPP-XXXX,LD0940-B010-0020CC-0301,LD0XXX-B005-0000CA,A7-C-L,LD0850-C00X-0025CC-0103,LD0940-C006-0025CPP-XXXX,LD0940-B070-00XXCCP-0330,LD0940-C050-0025CPP-XXXX,LP000E-C00X-XXXXSC-0103,LM0850-B025-0911LA,RF1007-C001-16D4B1-05TL,LM0XXX-B050-0607LA,LM0XXX-B005-0722DA,LD0850-C100-0020CAP-XXXX,LM0940-B060-0910LA,LD0850-BX00-XXXXRC-XXXX,RF1004-C001-16D4B1-05TL,LP000E,RF0XXX-C005-1001A7-C,LP000E-BX00-XXXXSC-0103,LD0850-BX00-002XCC-0X0X,LD0940-B020-0000CC-0301,LD0940-B060-0020CC-0301,LM0808-B050-0607LA,LD0940-C200-0025CAP-XXXX,RF0XXX-C005-1001A7-C-L2,LD0850-C050-0020CAP-XXXX,LD0850-B030-0025CC-0301,RF1007-C001-16D4B1-05TL-A,LD0940-C100-0020CAP-XXXX,LM0850-B006-0722DA,LM0808-B060-0911LA,LD0850-C010-0020CAP-XXXX,LM0XX0-B004-0711DA,A7-C,LD0850-XX0X-XXXXRC-XXXX,LM0XXX-B050-0910LA,LM0940-BXXX-0911LA,LD0940-C00X-XXXXRC-XXXX,LD0940-B015-00XXCCP-0330,LM0940-B080-0911LA,LD0940-B015-00XXCCP-0331,LD0850-C025-0020CAP-XXXX,RF1004-C001-16D4B1-05TL-A,A7-C-L2,LD0XX0-B008-0000CA-0103,LD0940-B140-0010CCP-0331,LD0850-B010-0023CC-0301,LM0940-B020-0913LA

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