大功率半导体激光器空洞热效应研究

"大功率半导体激光器在不断提升的性能和降低成本的推动下，其应用范围日益扩大，尤其是在各种新兴领域。然而，这类激光器在封装过程中，尤其是采用铟焊料进行封装时，贴片层中会出现空洞。这些空洞在电迁移和电热迁移的影响下会逐渐增大，导致芯片局部温度快速升高，从而影响激光器的性能和可靠性。本文针对808纳米连续波40瓦的传导制冷单巴条半导体激光器阵列，进行了深入研究，分析了贴片层空洞对发光点温度的影响，探讨了空洞尺寸与发光点温升的关系，并提出了一种利用空洞与温度关系及空间光谱来估算贴片层空洞分布的方法。通过对比实验测得的扫描声学显微图像，验证了该估算方法的准确性。" 本文详细讨论了大功率半导体激光器在封装过程中的一个关键问题——贴片层空洞的热效应。这些空洞主要由封装工艺不完善引起，且在工作过程中，由于铟焊料的电迁移和电热迁移，空洞会不断扩展，造成激光器内部的热管理问题。当空洞增大到一定程度，它们会导致芯片局部温度异常升高，影响激光器的热稳定性和工作寿命。 研究人员对808纳米连续波40瓦的半导体激光器阵列进行了实验，分析了不同位置、不同尺寸的空洞如何影响发光点的温度变化。他们发现，空洞尺寸与发光点的温升之间存在明确的关系，这对于理解和预测激光器的热行为至关重要。此外，他们提出了一种创新方法，通过空洞与温度的关系以及空间光谱分析，可以估算出贴片层的空洞分布情况，从而优化激光器的设计和制造过程。 为了验证这种方法的有效性，研究团队将其估算结果与实际实验获得的扫描声学显微图像进行了对比。这种对比分析有助于确保理论模型的准确性和实用性，为解决大功率半导体激光器因空洞引发的热问题提供了科学依据和技术手段。 该研究揭示了大功率半导体激光器热管理中的一个重要问题，并提出了解决方案，对于提升激光器的性能、可靠性和使用寿命具有深远意义。同时，这也为相关领域的工程实践提供了重要的理论指导，有助于推动半导体激光器技术的进一步发展。