随着激光技术的飞速发展，从精密微加工到高功率武器系统，从光纤通信到医疗设备，激光器正日益成为现代工业与科技前沿的核心引擎。然而，功率的不断提升和应用场景的日益严苛，热管理成为制约激光器性能、可靠性与寿命的关键瓶颈。在这一背景下，集“极限导热”、“优异电绝缘”、“高强度”等超凡特性于一身的金刚石热沉片正引领一场深刻的“散热革命”，为激光器性能的突破性跃升提供了颠覆性的解决方案。
激光器的核心在于其泵浦源（如激光二极管芯片）和增益介质。在高功率运行时，输入电能的很大一部分（通常超过50%）会转化为废热，导致芯片结温急剧升高。这种温升会引发一系列连锁负面效应。因此，高效、快速地将热量从激光有源区导出并耗散，是维持激光器高效、稳定、长寿命工作的基石。传统热沉材料如铜（热导率约400 W/m·K）、铜钨（180-240 W/m·K），其导热能力已难以满足千瓦级、万瓦级甚至更高功率密度激光器的需求。
金刚石热沉片主要通过与激光芯片的直接键合（如金属化共晶焊、表面活化键合等）或紧密贴装，作为一级散热通路，实现“源头降温”。
高功率半导体激光器（HPLD）与巴条阵列：这是金刚石热沉应用最成熟、效果最显著的领域。单个高功率激光二极管巴条（Bar）的连续输出功率可达数百瓦，其热流密度极高。将金刚石片作为芯片的衬底或热沉。
大幅降低结温：与铜热沉相比，结温可降低30-50℃以上。
提升输出功率与效率：在同等温升条件下，允许注入更高电流，提升输出功率；或降低工作电压，提高电光转换效率（通常可提升几个百分点）。
改善光束质量与光谱特性：更均匀的温度分布减少热透镜效应，稳定输出波长。
延长工作寿命：从数千小时提升至数万小时，显著降低维护成本。
边缘发射激光器（EEL）与垂直腔面发射激光器（VCSEL）：对于单管EEL，金刚石热沉可用于共面封装（C-mount），实现高效散热。在VCSEL领域，尤其是用于3D传感、激光雷达的高功率密度VCSEL阵列中，金刚石优异的横向导热能力可以有效均化阵列中各单元的温度，避免“热点”形成，保证阵列发射的一致性和稳定性。
固体激光器与光纤激光器的泵浦模块：作为高功率固体激光器（如DPSS）和光纤激光器的核心泵浦源，采用金刚石热沉的激光二极管模块能提供更稳定、更可靠的泵浦光，从而间接提升整个激光系统的性能和可靠性。金刚石窗口片还可用于高功率激光器的输出窗口，因其高导热和低吸收率，能承受极高的功率密度。
新兴的紫外与深紫外激光器：以氮化铝镓（AlGaN）等材料为基础的紫外激光器，其热问题更为突出。金刚石不仅热导率极高，且紫外波段透光性好，可作为同时承担散热和出光窗口双重功能的“透明热沉”，为深紫外器件的开发开辟了新路径。
金刚石在激光器领域的角色，正从单一的“热沉”向“多功能集成衬底”演进。未来的发展方向包括：
片上散热集成：探索在激光芯片制造过程中，直接在增益区下方异质集成金刚石薄膜，实现“原位”极致散热。
光-热-电协同设计：利用金刚石的高导热、高电阻率、可调谐光学特性（如掺杂改色心），设计新型激光器结构，实现热管理、光学限制和电学隔离的协同优化。
宽禁带半导体与金刚石的结合：第三代半导体（如GaN-on-Diamond）与金刚石的结合，被认为是实现超高功率密度电子与光电子器件的终极解决方案之一，将极大地推动大功率激光雷达、5G/6G射频器件等领域的发展。
金刚石热沉片的应用，标志着激光器热管理技术从“改良”走向了“变革”，继续驱动着激光技术向更高、更精、更强的未来迈进，照亮人类探索与创新的前路。
化合积电是一家专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售的国家高新技术企业，核心产品有多晶金刚石(晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石窗口片、金刚石基复合衬底)、单晶金刚石(热学级、光学级、电子级、硼掺杂、氮掺杂)和金刚石复合材料等，引领金刚石及新一代材料革新，赋能高端工业化应用，公司产品广泛应用于激光器、GPU/CPU、医疗器械、5G基站、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、航空航天和国防军工等领域。
