倒装贴片非制冷980nm半导体激光器：封装优化与热特性分析

"该文研究了非制冷980 nm半导体激光器的封装设计与热特性分析，重点关注了倒装贴片技术的应用。通过优化芯片外延层、热沉和焊料层的设计，使用有限元法模拟计算了微型双列直插(mini-DIL)激光器在连续波(CW)驱动条件下的热场分布。比较了倒装贴片和正装贴片两种封装方式的热特性，并进行了实际封装激光器的光电性能测试。结果显示，倒装贴片的非制冷980 nm半导体激光器在0~70℃温度范围内，中心波长漂移极小，仅0.2 nm，FWHM小于1.6 nm，SMSR保持在45 dB以上，最大输出功率可达200 mW。这一研究表明，倒装贴片封装的激光器在热稳定性和光电性能上均有显著提升，符合高性能小型化掺铒光纤放大器的需求。" 本文详细探讨了非制冷980纳米半导体激光器的封装技术，尤其是倒装贴片封装方法。这种技术在激光器组件中显得尤为重要，因为它直接影响到器件的热管理和稳定性。倒装贴片封装技术通过改变芯片的安装方向，使得热量更有效地从激光器芯片传递到散热器，从而改善了热特性。 在设计过程中，作者对激光器模块内的芯片外延层进行了优化，旨在提高热传导效率。同时，对热沉材料和焊料层也进行了改良，以增强热界面材料的热导率。通过使用有限元分析(FEM)，模拟计算了在连续波驱动条件下激光器的热场分布，这有助于预测和控制激光器在工作过程中的温度分布，防止因过热而导致的性能下降或器件损坏。 对比倒装贴片和正装贴片的激光器，前者表现出更好的热特性，这意味着其在高功率操作时能更好地维持稳定的性能。实验结果显示，倒装贴片封装的980 nm激光器在温度变化范围内，光谱中心波长漂移极小，这表明其具有良好的热稳定性。此外，激光器的半峰全宽(FWHM)小，边模抑制比(SMSR)高，表明输出光束质量优良且噪声低。 测试还证实，这种激光器的最大出纤功率可达到200毫瓦，满足了高性能小型化掺铒光纤放大器对于高功率、高稳定性的需求。因此，倒装贴片封装的非制冷980 nm半导体激光器是实现高效、紧凑型光纤通信系统的关键元件。 本文的研究不仅提供了关于非制冷980 nm半导体激光器封装设计的深入理解，而且为实际应用提供了重要参考。通过改进封装技术，可以提高激光器的热稳定性和光电性能，这对于发展更高性能的光纤通信系统至关重要。