散热器组件是光电和电子设备结温热管理的主要瓶颈，金刚石热沉片具有高导热性，可以提高芯片的冷却能力。
在不降低器件可靠性或寿命的情况下增加激光二极管和发光二极管 (LED) 的光输出功率的能力受到器件封装方法和材料选择的高度限制。激光器和 LED 结温的热管理由作为整个组件一部分的连接到芯片的散热器控制。
散热器通过热传导将光电子器件发射器产生的热量快速去除到散热器。散热器还将热量从芯片的较小区域传播到较大的散热器。光电子器件的性能，例如发射光波长和转换效率，取决于芯片上的结温——较低的结温意味着更好的器件性能和更长的寿命。
在分布式反馈 (DFB) 边缘发射激光器中，激光器芯片位于其散热器上，然后位于散热器底座和光具座的顶部（见图 1）。在光具座下方，可以放置一个热电冷却器 (TEC) 以进行主动温度控制。散热器光具座或 TEC 连接到器件封装基座，激光芯片和 TEC 热量通过该基座释放到印刷电路板 (PCB) 安装座。常见的器件配置包括蝶形、双列直插 (DIL) 和 mini-DIL Kovar 封装、TO-can 封装以及其他小尺寸 (SFF) 配置。
图 1. 金刚石散热器很容易集成到激光二极管和 LED 封装中。
这些激光器的组装涉及多个子组件连接工艺步骤，通常使用各种硬焊料和软焊料。激光芯片与散热器的连接位于该焊料层次结构的顶部，采用金锡 (AuSn) 或金锗 (AuGe) 硬焊料。装配连接步骤较少的器件可以使用温度较低的焊料，例如铟。常见的散热器包括金刚石、氮化铝 (AlN) 和氧化铍 (BeO)。高功率激光芯片和 LED 通常使用铜散热片。
散热器组件是结温管理的主要瓶颈。因此，成功的设备制造商必须特别注意材料选择和散热器组装设计。
与传统材料相比，化学气相沉积 (CVD) 金刚石正显着成为一种有效的热管理材料。金刚石的导热性比其他材料选择高得多——比铜大三倍，比 AlN 或 BeO 大五倍，比铜钨或钼铜等难熔金属大五倍（见表 1）。金刚石-金属复合材料由烧结在各种金属中的金刚石颗粒制成，可以定制散热器的热膨胀系数 (CTE)，其导热性优于铜，但仅为 CVD 金刚石的一半。在激光设备中使用金刚石进行热管理可以将组装设备中芯片的冷却能力从 30% 提高到 100%。
金刚石冷却结果
台湾 Kinik 公司在 2003 年展示了金刚石热沉片相对于传统陶瓷散热的卓越冷却能力。 计算机芯片安装在散热器上并以产生恒定 110°C 芯片结温的功率水平运行（见表 2） .相同厚度的金刚石散热器能够去除比氧化铝散热器多 7.6 倍的热量和比 BeO 散热器多 4.1 倍的热量。
在使用金刚石提高光电器件功率的另一个例子中，在铜和金刚石衬底上测量了多发射器垂直腔面发射阵列的热阻 (Rth)，金刚石衬底的 Rth 比使用金刚石衬底的 Rth 低 34.5%。
