Panasonic entwickelt weltweit ersten*1 Blauvioletten Continuous-Wave-Hochleistungs-Halbleiterlaser mit 4,5 W

01/10/2015 - 06:24 von Business Wire
Panasonic entwickelt weltweit ersten*1 Blauvioletten Continuous-Wave-Hochleistungs-Halbleiterlaser mit 4,5 W

Die Panasonic Corporation hat heute bekannt gegeben, dass das Unternehmen einen blauvioletten Halbleiterlaser entwickelt hat, der mit einer Ausgangsspannung von 4,5 W läuft. Das ist 1,5-mal mehr als bei einem herkömmlichen Laser – auch bei 60ºC, der allgemeinen maximalen Betriebstemperatur für Laser.  Mit dem hohen Wirkungsgrad – 1,2-mal höher als bei herkömmlichen Lasern – kann der Laser auch oszillieren. Möglich wurde dies durch die einzigartige doppelte Wärmestrom-Gehäusetechnologie, mit der die Wärmeableitung verbessert wird. Dieser neu entwickelte Laser wird dazu beitragen, dass Laseranwendungssysteme, etwa Fahrzeug- und Industriebeleuchtungen sowie Geräte für die Laserbearbeitung, kleiner hergestellt werden können und weniger Energie verbrauchen.

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Insgesamt sinkt die Ausgangsspannung von Halbleiterlasern, wenn die Temperatur des Laserchips steigt. Da die Temperatur der entscheidende Faktor für die Zuverlässigkeit des Lasers ist (weil die Zuverlässigkeit der Laserfunktion von der Temperatur des Laserchips abhängt), ist die tatsächliche Lichtleistung, die in praktischen Anwendungen genutzt werden kann, durch die Temperatur des Laserchips begrenzt. Herkömmliche blauviolette Laser leiten Wärme von nur einer Seite des Laserchips ab, so dass die Temperatur des Laserchips steigt und die Leistung auf etwa 3 W begrenzt wird. Für Lasersysteme, die eine Leistung in zweistelliger Höhe benötigen, ist eine große Anzahl von Lasern erforderlich, so dass mehr Wärme erzeugt wird und größere Kühlkörper gebraucht werden. Um diese Aufgabe zu lösen, ist für einzelne Laser mehr Effizienz und eine höhere Leistung erforderlich.

Die neu entwickelte doppelte Wärmestrom-Gehäusetechnologie kann den Temperaturanstieg eines Laserchips unterdrücken, der mit der Laserstrahlleistung einhergeht. Dementsprechend kann das durch Wärme verursachte Abfallen der Laserlichtleistung ebenfalls verhindert werden, so dass eine hohe Leistung und ein hocheffizienter Betrieb möglich werden. Infolgedessen kann die Anzahl der Laser bei Lasersystemen mit mehreren Lasern im Vergleich zu Systemen mit herkömmlichen Lasern auf zwei Drittel reduziert werden. Da die Kühlkörper kleiner sein können, kann außerdem das System selbst kleiner und leichter hergestellt werden.

Dieser neu entwickelte Laser verfügt über folgende Funktionen:

Hohe Ausgangsleistung:
Maximale Lichtleistung von 4,5 W (1,5-mal höher als bisheriges Produkt*2)

Maximale Leistungswandlungseffizienz:
33 Prozent (1,2-mal höher als bisheriges Produkt*3)

Hohe Zuverlässigkeit:
Reduzierte Belastung beim blauvioletten Halbleiter-Laserchip und daher stabile Ausgangsleistung

Dieses Gerät wurde ermöglicht durch folgende Technologien:

  • Ausgezeichnete Wärmeableitungsstruktur, die durch die Bildung von Wärmestrompfaden an beiden Seiten des Laserchips erreicht wird, womit die Wärmeleitung vom Laserchip auf bis das 1,6-fache wie beim bisherigen Produkt erhöht wird (Thermoresistenz: 6,6 K/W für neues Produkt, 10,5 K/W für bisheriges Produkt)
  • Blockstruktur für Wärmeableitung mit geringer Belastung mit Aluminiumnitrid, bei dem der Wärmeausdehnungskoeffizient fast genauso ist wie beim Laserchip

Im Zusammenhang mit dem neuen blauvioletten Halbleiterlaser mit hoher Ausgangsleistung hat Panasonic 23 Patente in Japan sowie 31 Patente im Ausland angemeldet, darunter befinden sich auch laufende Patentanmeldungen.

Panasonic hat die Forschungsergebnisse auf der International Conference on Solid State Devices and Materials 2015 präsentiert, die am 28. September in Sapporo, Japan, stattfand.

Die Entwicklung wird zum Teil von der japanischen New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO, Entwicklungsorganisation für Industrietechnologien) unterstützt, und zwar im Rahmen des Projekts „Strategic Innovation Program for Energy Conservation Technologies” (strategisches Innovationsprogramm für energiesparende Technologien).

 
*1   Bei Dauerbetrieb bei 60ºC mit praktischem Betrieb. (Stand: 29. September 2015; Quelle: Panasonic)
*2 Im Vergleich zu einem von Panasonic entwickelten Laser mit herkömmlicher Struktur (bei einer Betriebstemperatur von 60ºC)
*3 Bei einer Betriebstemperatur von 60ºC, Lichtleistung von 3 W
 

Über Panasonic

Die Panasonic Corporation ist ein weltweit führendes Unternehmen in der Entwicklung verschiedener elektronischer Technologien und Lösungen für Kunden in den Bereichen Unterhaltungselektronik, Immobilien, Automobilindustrie, Unternehmenslösungen und Geräte. Seit seiner Gründung im Jahr 1918 hat das Unternehmen weltweit expandiert und unterhält mittlerweile 468 Niederlassungen und 94 verbundene Unternehmen, die im am 31. März 2015 zu Ende gegangenen Geschäftsjahr einen Nettoumsatz in Höhe von 7,715 Billionen Yen ausweisen konnten. Mit dem Einsatz, durch bereichsübergreifende Innovationen neue Werte zu schaffen, strebt das Unternehmen mit seinen Technologien danach, seinen Kunden bessere Lebensbedingungen und eine bessere Welt zu bieten. Weitere Informationen zu Panasonic finden Sie unter http://www.panasonic.com/global.

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Source(s) : Panasonic Corporation