GaAs基半导体激光器热特性

对GaAs基808nm半导体激光器进行恒流老化试验,并利用电学法观察退化过程中激光器有源区温度变化和热阻,发现有源区温度随老化时间明显上升,而热阻没有明显变化,同时测试了老化过程中激光器的电学和光学特性,经分析,激光器失效的主要原因是有源区载流子非辐射复合增加,引起激光器有源区温度上升,从而说明电学法热特性测试是检测激...     

大功率半导体激光器阵列热特性分析

基于实际器件的材料和结构参数,利用ANSYS软件对泵浦用808 nm半导体激光器一维线阵列在连续及准连续驱动条件下的稳态及瞬态温度分布进行了模拟和分析,并采用纵模光谱法对稳态热阻进行了测量,实测与模拟结果基本吻合.     

基于ANSYS的半导体激光器热特性模拟

介绍了ANSYS有限元软件在半导体激光器热特性模拟中的应用,计算了一个单量子阱980nm半导体激光器在脉冲下的瞬态热分布图,结果表明使用AN'Y'软件进行热分析可以做到模型建立便捷,施加载荷直观,求解速度快,图形显示功能强大,可以推广到各类半导体激光器件的热学特性分析中去.     

千瓦级传导冷却半导体激光器阵列热特性

随着半导体激光器输出功率的进一步提高,热管理已经成为制约其性能和可靠性的关键瓶颈之一。利用有限元方法对千瓦级高功率传导冷却型（G-Stack）半导体激光器阵列的热特性进行数值模拟与分析。结果表明工作脉宽大于250 μs时器件各发光单元之间会发生严重的热串扰现象。在横向及垂直方向的热量分别为64.7%与35.3%,横向方向热阻的74.9%及垂直方向热阻的66.5%来自CuW,表明CuW对于激光器的散热性能有着决定性的影响。实验测试了器件在不同占空比条件下的光谱特性,得到工作频率分别为20、30、40 Hz相对50 Hz的温差分别为2.33、1.56、0.78℃,根据累积平均温度法计算得到的温差分别为2.13,1.47,0.75℃,理论模拟结果相对于实验结果的平均误差小于6.85%,结果表明理论模拟结果和实验瞬态热阻基本吻合。     

半导体激光器热特性测量技术的研究进展

分类讨论了半导体激光器热特性(温升)测量中所用的技术,介绍了各种技术的基本原理及其特点。     

基于光谱学方法半导体激光器热特性测量

报道了一种基于激射光谱进行半导体激光器热特性测量的实验方法。结果表明，基于分析在不同脉冲驱动条件下1．3μm InAsp/IngaAsp脊波导应变补偿多量子阱激光器的激射光谱，可以得到该激光器的热阻等热特性参数。实验中也测量了该激光器的其他与热特性相关的光谱特性，如激光器激射光谱随驱动电流的变化等。该方法也可用于其他波段半导体激光器的热特性测量。     

基于光谱学方法半导体激光器热特性测量

报道了一种基于激射光谱进行半导体激光器热特性测量的实验方法。结果表明,基于分析在不同脉冲驱动条件下1.3μm InAsP/InGaAsP脊波导应变补偿多量子阱激光器的激射光谱,可以得到该激光器的热阻等热特性参数。实验中也测量了该激光器的其他与热特性相关的光谱特性,如激光器激射光谱随驱动电流的变化等。该方法也可用于其他波段半导体激光器的热特性测量。     

半导体激光器线阵的瞬态热特性研究

针对半导体激光器线阵,建立了二维的热传导模型,模拟计算得到了半导体激光器线阵的二维瞬态温度分布.分析表明器件温度随时间的变化过程可分为三个阶段:在加电后几十微秒的时间内,发光单元之间未出现热交叠,不同填充比的线阵器件的温度基本一致;在几十微秒到几十或几百毫秒之间,大填充比结构线阵的发光单元之间先发生了热交叠,温度上升较快;微通道制冷的器件在几十毫秒之后温度达到稳定,平板热传导热沉封装的器件在几百毫秒之后温度才达到稳定.热传导热沉封装时,在相同的注入电流密度下,高填充比器件的发光单元之间出现温差更快.     

CVD金刚石热沉封装高功率半导体激光器的热特性

本文以自支撑CVD金刚石膜作为半导体激光器线阵的封装热沉,从而改进其热特性。首先,以电子辅助化学气相沉积(EACVD)制备自支撑金刚石膜。在沉积工艺中,提出了优化O_2流量刻蚀非金刚石相,使金刚石膜品质得到改进,从而提高其导热率。然后,测试了基于不同氧流量下制备金刚石热沉封装的半导体激光器线阵的电光特性,并对封装器件的热特性进行了分析。结果表明:通入O_2流量为每分钟5 sccm时,制备的金刚石热沉导热率可达1 812.3 WK^-1m^-1。O_2流量5 sccm制备金刚石热沉的封装器件的斜率效率为1.30 W/A,电光转换效率最大值可达60.6%。在连续波30 A时,该封装器件的光谱红移波长为2.02 nm,器件工作温度降低4.9 K。器件的传热路径热阻降低28.4%,表现出优异的可靠性。     

隧道再生大功率半导体激光器瞬态热特性研究

讨论了隧道再生大功率半导体激光器内部的热源分布，利用有限元方法模拟计算了其在脉冲工作下的二维瞬态热分布，同时测量了不同时刻波长的漂移量并换算为温升值，与计算结果进行了比较，二者基本吻合。模拟结果还表明靠近衬底的有源区温度略高于靠近热沉的有源区温度；用金刚石一铜热沉替换铜热沉，还可以很好地降低器件内部温升，使隧道再生大功率半导体激光器能够高效工作。     

电注入椭圆微腔半导体激光器热特性分析

对长轴为12μm、短轴为10μm并在长轴处直连2μm宽输出波导的椭圆微盘激光器的热特性进行了实验和理论分析。测量连续电流注入微腔激光器的稳态特性,根据其波长红移计算器件热阻为ZT=0.846 K/m W。用有限元分析法计算椭圆微腔的热阻,理论与实验结果相吻合,热阻的最大偏差为5%。研究了微腔激光器衬底厚度对微腔有源区温度的影响,通过引入侧向散热机制有效改善了微腔激光器的热特性。     

使用金刚石膜热沉的半导体激光器特性研究

比较了使用金刚石膜热沉和传统的钢热沉的半导体激光二极管列阵在热阻和光输出功率方面的特性．与使用Cu热沉的器件相比，采用厚度为350～400μm，热导率在12～14W／（K·cm）的金刚石膜作为热沉的H极管列阵可使热阻降低45～50％，同值电流明显降低，而光输出功率提高25％，稳定性得到改善．表现出金刚石膜热沉在半导体器件散热方面的明显优势．     

基于脉冲I-V测试方法的半导体激光器热特性测量

报道了一种在脉冲驱动条件下基于半导体激光器I—V特性测量进行半导体激光器热特性表征的实验方法。结果表明,基于分析在不同脉冲驱动条件下1.3μm InAsP/InGaAsP脊型波导应变补偿多量子阱激光器芯片的I—V特性,可以方便地得到该激光器的热阻等热特性参数。本文还对该激光器在不同脉冲驱动条件下的驱动电流和结电压波形进行了讨论。该方法也可用于其它波段的半导体激光器的热特性表征。     

隧道再生半导体激光器的三维稳态热特性研究

针对隧道再生半导体激光器,建立了内部的热源分布模型,利用有限元方法模拟计算得到了两有源区隧道再生半导体激光器稳态三维温度分布.模拟结果表明,靠近衬底的有源区的光出射腔面中心的温度最高.在平行于结的方向上,温升集中在脊形电极内;在垂直于结的方向上,靠近衬底的有源区温度始终高于靠近热沉的有源区的温度;沿腔长方向,在光反射腔面附近温度下降较快.随着注入电流的增大,两有源区的温度升高,温差变大.实验测量了不同注入电流下器件的峰值波长,将其转换为温升,与模拟结果吻合.     

半导体激光器的调频特性

本文讨论了半导体激光器(LD)的直接调频(FM)特性,指出随着偏置电流的增大,FM响应降低,伪强度调制(IM)响应增大,并给出了一种新的描述FM能力的方法.     

半导体激光器列阵及其特性

地面和空间通讯系统对半导体激光器的功率要求是逐步增加的。影响注入式激光器的最大输出功率的大部分因素正在继续研究和发展中。近来,有关这方面的工作已经表明,最大功率输出的激光二极管的最隹面积是10^-4厘米²的数量级。对于比较大的二极管,最大的功率输出由于自发发射的增加而减少,而对于比较小的二极管,其最大功率输出,则由于串联电阻的增加引起的欧姆损失的增加而减少。因此,设计和发展有较高功率输出的大的注入式激光二极管是无益的。     

半导体激光器光谱特性测量

本文从可见度函数与光谱结构的关系出发,研究用Michelson干涉仪测量半导体激光器的光谱特性。方法简便、实用。     

半导体激光器焊接的热分析

为了解决大功率半导体激光器的散热问题,利用有限元软件ANSYS,采用稳态热模拟方法,分析了半导体激光器内部的温度分布情况,对比分析了In、SnPb、AuSn几种不同焊料烧结激光器管芯对激光器热阻的影响。由模拟结果可见,焊料的厚度和热导率对激光器热阻影响很大,在保证浸润性和可靠性的前提下,应尽量减薄焊料厚度。另外,采用高导热率的热沉材料和减薄热沉厚度可有效降低激光器热阻。在这几种焊接方法中,采用In焊料Cu热沉焊接的激光器总热阻最小,是减小激光器热阻的最佳选择。通过光谱法测出了激光器热阻,验证了模拟结果,为优化激光器的封装设计提供了参考依据。     

人造金刚石热沉的锁相列阵半导体激光器热特性计算分析

用镜象法求解金刚石薄膜和铜组成的热沉中的热传导方程,计算了不同厚度金刚石薄膜对器件温升和各条间温差的影响。     

隧道带间级联双波长半导体激光器热特性模拟

介绍了隧道带间级联双波长半导体激光器的工作机理,分析了其热量产生的根源,利用有限单元法对热传导方程进行了数值计算,得到了其在脉冲工作下的二维瞬态热分布,结果表明：随着时间的变化,有源区温度逐渐升高,靠近衬底的有源区温度略高一些,这是由于其远离热沉的原因。同时计算了不同占空比下器件内部的温度变化趋势,结果表明随着占空比增大,器件内部热量会逐渐积累,对器件特性会产生影响。