隨著半導(dǎo)體激光器被廣泛應(yīng)用,對(duì)激光功率的需求越來越高,產(chǎn)生的廢熱問題也愈發(fā)嚴(yán)重,導(dǎo)致有源區(qū)溫度升高、電光轉(zhuǎn)換效率降低和激射波長(zhǎng)紅移等負(fù)面效應(yīng),與此同時(shí)激光器的閾值電流快速增加,外微分量子效率快速減小,進(jìn)一步導(dǎo)致輸出功率快速的變小。因此改善散熱問題,研究半導(dǎo)體激光器的熱特性顯得尤為重要。本文用基本傳熱學(xué)理論,結(jié)合半導(dǎo)體激光器器件物理理論,經(jīng)合理近似與假設(shè)處理,建立傳導(dǎo)冷卻型大功率半導(dǎo)體激光器熱特性理論分析模型,把因半導(dǎo)體激光器工作溫升引起的閾值電流、工作波長(zhǎng)、輸出功率、轉(zhuǎn)換效率等特性變化與模擬、優(yōu)化有機(jī)的結(jié)合起來。為了降低單管半導(dǎo)體激光器的結(jié)溫、提高器件的散熱效果以及提高輸出功率,設(shè)計(jì)了一種臺(tái)階結(jié)構(gòu)的C-mount熱沉激光器封裝結(jié)構(gòu)和一種豎直芯片封裝的新型封裝結(jié)構(gòu)。又分析模擬了半導(dǎo)體激光器貼片層空洞熱效應(yīng),結(jié)論證明了對(duì)空洞率控制的重要性。最后對(duì)陣列巴條激光器熱特性進(jìn)行了分析,依據(jù)分析結(jié)論提出經(jīng)過優(yōu)化的巴條封裝結(jié)構(gòu),大大提高了散熱效果,對(duì)于提升器件的性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 

【文章來源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

受激輻射能帶圖

2圖 1.2 雙異質(zhì)結(jié)激光器芯片結(jié)構(gòu)示意圖產(chǎn)生受激輻射時(shí)，非平衡載流子自發(fā)的復(fù)合，引起自發(fā)輻但自發(fā)輻射的光子，相位都不同且向各方向傳播，大多數(shù)數(shù)光子在 pn 結(jié)平面內(nèi)傳播，造成其他電子-空穴對(duì)的受，受激輻射產(chǎn)生的光強(qiáng)度逐漸增大，此時(shí)產(chǎn)生的輻射雖然是雜亂的，還不是相干光。構(gòu)上，半導(dǎo)體激光器還需要有一個(gè)沿著光的輸出方向的共入半導(dǎo)體內(nèi)部并建立一定的強(qiáng)度。共振腔由兩個(gè)相互平行成，其中一面為反射鏡面，出光面為半透半反鏡面。只有

圖 1.3 不同注入電流條件下有源區(qū)溫度橫向分布David Schleuning 等人[3]用 AuSn 焊料焊裝的器件同用更優(yōu)良。這代表用 AuSn 焊裝可良好的減小貼片層熱效性。dows 等人[4]發(fā)現(xiàn)器件有源區(qū)內(nèi)部一直存在高的峰值溫度有源區(qū)局部的高溫與熱循環(huán)導(dǎo)致二極管漸漸退化和突形式的激光器陣列熱特性，以及不同活化能二極管的示，對(duì)優(yōu)化器件散熱與提高器件壽命有很大意義。

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本文編號(hào)：3490189