半导体激光器低热阻液冷热沉研究现状与展望

近年来,半导体激光器输出功率持续增加,引发热负载受限问题。热负载使芯片有源区产生温升,进一步影响芯片温度分布,导致半导体激光器(Laser diode, LD)芯片性能逐渐劣化。而对于确定的封装形式,热沉热阻成为控制温升的决定性因素。因此,降低热沉热阻对提升半导体激光器输出能力与光束性质具有重要意义。液冷热沉可以有效降低热阻,本文从液冷热沉材料、液冷热沉结构和液冷冷媒性质三个方面,回顾了近30年LD液冷热沉热阻演变进程,总结了液冷热沉发展过程中热阻的影响因素,进一步探讨了降低热阻的发展方向与应用前景。     

双应力交叉步进加速退化试验下大功率半导体激光器寿命预测方法

高可靠性已成为大功率半导体激光器实用化的重要指标之一，而寿命预测是大功率半导体激光器可靠性评估的首要环节。文中提出了一种双应力交叉步进加速退化的试验方法，对830 nm F-mount封装的大功率半导体激光器进行了四种不同的双应力条件A[22℃，1.4 A],B[42℃，1.4 A],C[42℃，1.8 A],D[62℃，1.8 A]下的电流-温度交叉步进加速退化试验研究，对光输出功率退化轨迹进行拟合，按照80%功率退化作为失效判据，结合修正后的艾琳模型和威布尔分布外推得到器件在正常工作条件下的平均失效时间(MTTF)为5 811 h。文中给出了完整的加速退化模型建立过程与详细的外推寿命计算方法，并对模型进行了准确性检验，误差不超过10%。该方法相比单应力恒定加速试验方法，可以大幅度节约试验时间和试验成本，这对于大功率半导体激光器的自主研制具有重要的指导意义。