【摘要】：伴隨著半導(dǎo)體可調(diào)諧激光器及其相關(guān)集成芯片的廣泛研究與應(yīng)用,其熱問題一直是人們關(guān)注的焦點之一。近年來,半導(dǎo)體可調(diào)諧激光器的設(shè)計與封裝朝尺寸輕薄短小的方向發(fā)展,導(dǎo)致器件的發(fā)熱密度不斷上升,從而對芯片設(shè)計及封裝的散熱特性提出了新的要求。合理控制半導(dǎo)體可調(diào)諧激光器發(fā)熱特性,能夠影響激光器波長的調(diào)諧。利用熱調(diào)諧原理設(shè)計準(zhǔn)連續(xù)調(diào)諧的激光器也可用于傳感與測量。本文利用有限元方法,對半導(dǎo)體激光器及其相關(guān)集成芯片的熱特性進行了建模分析,圍繞器件發(fā)熱特性及相關(guān)應(yīng)用展開研究,主要研究工作如下：設(shè)計了一種基于熱調(diào)諧的環(huán)形耦合腔可調(diào)諧激光器的準(zhǔn)連續(xù)調(diào)諧簡單算法。通過控制電極注入電流和TEC控制溫度,能夠在1543.5nm-1567.9nm波長范圍內(nèi)實現(xiàn)SMSR大于30dB的準(zhǔn)連續(xù)調(diào)諧。利用COMSOL建立了V型耦合腔可調(diào)諧激光器和16×16光子路由器芯片的有限元熱模型,分析了TOSA封裝的V型耦合腔可調(diào)諧激光器穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)傳熱特性,并通過正向偏壓法測試了激光器的結(jié)溫,驗證了模型的可靠性。在封裝角度從TEC的選取、載體散熱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、載體焊料材料的選取,對16×16光子路由器芯片進行了散熱通道的優(yōu)化設(shè)計。在芯片角度,對不同占空比的芯片發(fā)熱區(qū)波長轉(zhuǎn)化陣列單元間的熱串?dāng)_行為進行了模擬計算與分析。
【圖文】：

的方式進行調(diào)諧。典型的器件有美國ＵＣＳＢ大學(xué)ＬａｒｒｙＣｏｌｄｒｅｎ課題姐提出的取樣光柵逡逑ＤＢＲ激光器（Ｓａｍｐｌｅｄ邋Ｇｒａｔｉｎｇ邋ＤＢＲ）［５］，光柵能夠方便的集成半導(dǎo)體光放大器（ＳＯＡ）和馬赫逡逑曾德調(diào)制器（Ｍ２：）如圖１．１似；日本ＮＴＴ提出的級聯(lián)了兩個上載下載型環(huán)形濾波器的雙環(huán)可逡逑調(diào)諧激光器如圖１．１（ｂ）。目前己有的波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)和性能各不相同，但逡逑整體的研究方向可Ｗ概括為：更窄的線寬，更大的調(diào)諧范圍，更快速的波長調(diào)諧，連續(xù)調(diào)逡逑１逡逑

邐ｍ逡逑件如圖１．２所示。該《片尺寸為１４．５ｍｍｘ４．２５ｍｍ，信道間隔２００ＧＨｚ，，上面集成了邋２７３個功逡逑能器件，每一路為一個波長轉(zhuǎn)換器，包括波長可調(diào)諧激光器、馬赫曾德干涉（ＭＺＩ）、光放大逡逑器（ＳＯＡ）、延遲線口ＥＬＡＹＬＩＮ巧、功率監(jiān)測器（Ｐ巧等等，８路經(jīng)陣列波導(dǎo)光柵（ＡＷ巧輸出。逡逑Ｉ—邋Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ邋Ａｒｒａｙ邐—＾邋｜—邋ＡｒｒａｊｅｉＶ－Ｗ＇ａｖｅｇｕｉｉｌｅ邋Ｇｒａｔｉｎｇ邋Ｒｏｕｔｅｒ邋－一；逡逑？？蒙－

本文編號：2536176