半導(dǎo)體激光器是激光行業(yè)中極具發(fā)展?jié)摿Φ墓怆娖骷�。隨著半導(dǎo)體激光器輸出功率的不斷升高,半導(dǎo)體激光器的熱管理成為了相關(guān)科研人員研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。所以分析并優(yōu)化半導(dǎo)體激光器的熱特性,在半導(dǎo)體激光行業(yè)具有重要意義。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下:通過(guò)ANSYS對(duì)半導(dǎo)體激光器進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱特性分析,提出并推導(dǎo)半導(dǎo)體激光器的熱透鏡效應(yīng)的相關(guān)公式,定量計(jì)算了等效熱透鏡焦距及熱效應(yīng)對(duì)慢軸光束發(fā)散角的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量了封裝激光器的結(jié)溫度和慢軸發(fā)散角隨工作電流的變化,并對(duì)比了其與模擬結(jié)果的差異,分析表明熱透鏡效應(yīng)隨熱功率的升高而變得明顯,即隨著熱功率的升高,熱透鏡焦距變小,慢軸光束發(fā)散角變大。通過(guò)ANSYS對(duì)半導(dǎo)體激光器進(jìn)行瞬態(tài)熱特性分析,分析了電流脈沖寬度、脈沖周期、以及占空比對(duì)半導(dǎo)體激光器有源區(qū)溫度提升的影響。通過(guò)ANSYS有限元分析計(jì)算了Cu/AlN/Cu和Cu/SiC/Cu多層結(jié)構(gòu)熱沉的等效熱膨脹系數(shù)和等效熱傳導(dǎo)系數(shù),并通過(guò)改變Cu的厚度分析這些參數(shù)的變化趨勢(shì),分析了熱沉對(duì)半導(dǎo)體激光器封裝的影響。對(duì)AlN熱沉封裝的寬條形半導(dǎo)體激光器的可靠性進(jìn)行了初步的測(cè)試與評(píng)價(jià)。測(cè)試表明,在25℃熱沉溫度、工作電流19A時(shí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導(dǎo)體激光器的發(fā)展及應(yīng)用
        1.2.1 半導(dǎo)體激光器的發(fā)展歷程
        1.2.2 半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 高功率半導(dǎo)體激光器的熱沉技術(shù)
        1.3.2 熱特性分析及熱透鏡效應(yīng)
    1.4 論文研究?jī)?nèi)容
第2章 高功率半導(dǎo)體激光器熱特性的理論分析
    2.1 溫度對(duì)半導(dǎo)體激光器性能的影響
        2.1.1 閾值電流
        2.1.2 光功率-工作電流的斜率效率
        2.1.3 激光輸出功率
        2.1.4 激光波長(zhǎng)
        2.1.5 半導(dǎo)體激光器的壽命
    2.2 半導(dǎo)體激光器的主要熱源
    2.3 傳熱學(xué)的基本原理
    2.4 ANSYS有限元分析簡(jiǎn)介
    2.5 本章小結(jié)
第3章 高功率半導(dǎo)體激光器的熱分析及熱透鏡效應(yīng)
    3.1 高功率半導(dǎo)體激光器的穩(wěn)態(tài)熱分析
    3.2 半導(dǎo)體激光器的熱透鏡效應(yīng)
        3.2.1 慢軸光束發(fā)散角的影響因素
        3.2.2 梯度折射率和熱透鏡效應(yīng)
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.2.4 結(jié)果討論
    3.3 高功率半導(dǎo)體激光器的瞬態(tài)熱分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高功率半導(dǎo)體激光器的封裝熱應(yīng)力分析
    4.1 封裝工藝簡(jiǎn)介
    4.2 焊裝熱應(yīng)力的產(chǎn)生原理
    4.3 高功率半導(dǎo)體激光器的封裝熱應(yīng)力分析及多層結(jié)構(gòu)熱沉
    4.4 本章小結(jié)
第5章 高功率半導(dǎo)體激光器的可靠性初步分析
    5.1 可靠性測(cè)試的基本原理
    5.2 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：3834777