近场辐射散热装置及其制作方法、激光器
本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种近场辐射散热装置及其制作方法、激光器。
背景技术：
1、半导体激光器有高效、小体积、低成本、可调谐性及易于集成等特点，其中几毫瓦到数百毫瓦的半导体激光器具有广泛的应用，如用于光通信、医疗美容、材料加工、扫描显示和三维成像领域。
2、半导体激光器一般具有小体积、集成度高的特点，并且随着技术的发展，半导体激光器的功率越来越高，发热量也越来越大，半导体激光器存在单位面积热负荷高的问题，如输出功率为600mw的半导体激光器，其产生的单位面积热负荷高达650mw/cm2。半导体激光器的散热十分重要，目前，相关技术中采用的半导体激光器的散热技术包括导热技术和tec(thermo-electric cooler,热电冷却器)技术。导热技术通过在激光器中设置导热结构，例如将激光器的发光单元设置在某一金属层上，通过金属层吸收发光单元的热量，并通过对流散热的方式释放金属层上的能量。tec技术通过在激光器中设置tec，通过tec吸收并释放激光器中的发光单元的热量。
3、然而，导热技术会受制于自由对流换热系数，导致导热散热技术的散热效率很低，无法满足激光器的散热需求。tec虽然可以满足激光器的散热需求，但是，tec需要额外消耗能源，且为确保tec的散热效率可以满足激光器的需求，tec的功耗甚至会超过激光器的发光单元的功耗。
技术实现思路
1、本发明提供一种近场辐射散热装置及其制作方法、激光器，可以大幅提升激光器的散热效率，提升激光器的可靠性，且激光器的近场辐射散热装置无需额外消耗能源，确保激光器散热性能较高的同时，确保激光器的能源消耗较低。
2、本发明一方面提供了一种近场辐射散热装置，所述近场辐射散热装置包括：
3、近场辐射发射器，用于吸收热量；
4、近场辐射接收器，用于接收近场辐射发射器发射的辐射能量；
5、支撑部件，所述支撑部件设置在近场辐射发射器与近场辐射接收器之间，以在所述近场辐射发射器与近场辐射接收器之间形成近场通道，所述近场辐射发射器以近场辐射的方式通过近场通道将吸收的热量传递至近场辐射接收器。
6、可选地，所述近场辐射发射器与所述近场辐射接收器之间的间距为10-200nm。
7、可选地，所述近场辐射发射器和所述近场辐射接收器采用sic层、al层、fe层中的任意一种形成。
8、可选地，所述近场辐射发射器和所述近场辐射接收器的面积为0.1-2cm2。
9、可选地，所述近场辐射散热装置还包括：封装结构，用于使所述近场辐射发射器和近场辐射接收器之间保持真空。
10、另一方面，提供了一种近场辐射散热装置的制作方法，包括如下步骤：
11、提供近场辐射发射器；
12、在近场辐射发射器表面制作支撑部件；
13、在支撑部件表面设置近场辐射接收器以形成所述近场辐射散热装置，其中，所述近场辐射发射器用于吸收热量，所述支撑部件用于在所述近场辐射发射器与近场辐射接收器之间形成近场通道，所述近场辐射发射器以近场辐射的方式通过近场通道将吸收的热量传递至近场辐射接收器。
14、又一方面，提供了一种激光器，所述激光器包括：
15、发光单元，用于发出激光；
16、光学部件，用于将所述发光单元发出的激光朝指定方向射出；
17、近场辐射散热装置，所述近场辐射散热装置为如上任一项所述的近场辐射散热装置，包括近场辐射发射器、支撑部件和近场辐射接收器，所述支撑部件设置在所述近场辐射发射器与所述近场辐射接收器之间，所述近场辐射发射器用于吸收发光单元的热量，并以近场辐射的方式通过近场通道传递至所述近场辐射接收器。
18、可选地，所述近场辐射发射器与发光单元之间还设置有中间热沉，所述中间热沉用于吸收发光单元的热量，并将发光单元的热量传递至近场辐射发射器；
19、所述中间热沉的面积大于所述发光单元的面积，且小于所述近场辐射发射器的面积。
20、可选地，所述中间热沉采用cu层、ag层或sic层中的任意一种形成。
21、可选地，所述中间热沉的面积为2-10mm2。
22、本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
23、在本公开实施例中，近场辐射散热装置包括近场辐射发射器和近场辐射接收器，近场辐射发射器用于吸收热量，随后通过近场辐射的方式传递至近场辐射接收器。近场辐射研究的是物体间距离较近时电磁波的传播情况，近场辐射主要利用倏逝波传递能量，而倏逝波本身的强度很高，利用倏逝波将近场辐射发射器的能量传递至近场辐射接收器上，可提升近场辐射发射器与近场辐射接收器之间的能量传递效果，也即可以更有利于近场辐射发射器将热源的热量传递至近场辐射接收器，提升近场辐射散热装置的散热效果，从而可以快速降低热源的温度。此外，近场辐射散热装置自身无须额外的能源供应，通过近场辐射的方式快速降低热源的温度的同时，还可以避免额外的能源损耗。
技术特征：
1.一种近场辐射散热装置，其特征在于，所述近场辐射散热装置包括：
2.根据权利要求1所述的近场辐射散热装置，其特征在于，所述近场辐射发射器与所述近场辐射接收器之间的间距为10-200nm。
3.根据权利要求1所述的近场辐射散热装置，其特征在于，所述近场辐射发射器和所述近场辐射接收器采用sic层、al层、fe层中的任意一种形成。
4.根据权利要求1所述的近场辐射散热装置，其特征在于，所述近场辐射发射器和所述近场辐射接收器的面积为0.1-2cm2。
5.根据权利要求1所述的近场辐射散热装置，其特征在于，所述近场辐射散热装置还包括：封装结构，用于使所述近场辐射发射器和近场辐射接收器之间保持真空。
6.一种近场辐射散热装置的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.一种激光器，其特征在于，所述激光器包括：
8.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于，所述近场辐射发射器与发光单元之间还设置有中间热沉，所述中间热沉用于吸收发光单元的热量，并将发光单元的热量传递至近场辐射发射器；
9.根据权利要求8所述的激光器，其特征在于，所述中间热沉采用cu层ag层或sic层中的任意一种形成。
10.根据权利要求8所述的激光器，其特征在于，所述中间热沉的面积为2-10mm2。
技术总结
本发明提供了一种近场辐射散热装置及其制作方法、激光器，属于半导体器件领域。该近场辐射散热装置包括：近场辐射发射器，用于吸收热量；近场辐射接收器，用于接收近场辐射发射器发射的辐射能量；支撑部件，所述支撑部件设置在近场辐射发射器与近场辐射接收器之间，以在所述近场辐射发射器与近场辐射接收器之间形成近场通道，所述近场辐射发射器以近场辐射的方式通过近场通道将吸收的热量传递至近场辐射接收器。
技术研发人员：程强,周雨龙,余永林
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23