半导体激光器高速同轴封装设计

在光纤接入网等光通信领域,低成本高速同轴封装半导体光电器件有着非常重要的作用。对于高速TO-can激光器(LD),由于已进入微波工作频段,封装以及相关元件的分布参数已经成为制约高速激光器性能的主要参数之一,分析了同轴封装结构的技术特点,建立了激光器器件及封装相关元件的等效电路模型,利用商用CAD分析软件对其进行了模拟和优化设计,为半导体激光器高速同轴封装设计的工艺方案、封装材料的选择提供了依据,并据此进行了部分相关实验。     

同轴封装的CWDM激光器

目前，各大运营商骨干传输网的建设已经基本完威城域网和接入网足下一轮网络发展的重点．作为衔接接入和骨干的城域光网络成为当前网络建设中的热点，城域网由于其特殊的地位和作用，使得质优价廉的CWDM（粗波分复用）光传输方案成为首选，另一方面，运营商在对现有网络进行改造和扩容时，对于传输距离较短，业务量较少     

半导体激光器散热技术研究及进展

在半导体大功率激光器的各种关键技术中,散热问题的解决是一个极其关键的技术。因为半导体激光器能产生很高的峰值功率,这些器件的电光转换效率为40%~50%,即所输入的电能50%~60%都转换为热能。在管芯焊接的地方产生的热流量大约为1KW.cm-2。这种热负载是限制激光器正常工作的关键因素。半导体激光器列阵与叠阵散热问题解决会直接关系到激光器的使用寿命,导致激光器有源区温度的迅速提高,从而引起激光器的光学灾变,甚至烧毁半导体激光器。大功率激光器列阵及叠阵在高功率的二极管泵浦固态激光器(DPSSL)系统中有很大的应用,市场发展潜力很大。因此,有必要发展大功率激光器列阵及叠阵。随着大功率激光器列阵及叠阵的迅速发展,与其有关的关键技术也应该加以研究。     

半导体激光器在不同制冷条件下散热研究

对半导体激光器在不同制冷条件下的散热进行实验研究.通过设计温度测试系统,分别在被动制冷、单条水路主动制冷和U型回路主动制冷的条件下,测量了多个高功率LD在不同工作电流下的温度,研究了在不同制冷条件下LD温度随电流的变化,发现U型回路主动制冷条件下,LD的散热效果最好.     

半导体激光器不同封装下的封装应力

为研究正装和倒装封装下高功率半导体激光器有源区的应力问题,利用有限元软件ANSYS分析得到了两种封装方式下应力场分布图及有源区平行于x轴路径上的应力变化曲线。模拟结果表明,与正装封装相比,倒装封装下有源区应力变化剧烈,平均值高出正装一个数量级。并通过荧光光谱实验对比了封装前后激光器芯片的波长变化,根据半导体禁带宽度与应变关系算出两种封装下的应力大小,与模拟值相符。通过模拟和实验结果可见,芯片封装形式对芯片引入的应力有显著的差别,倒装封装下芯片有源区应力远高于正装封装。     

高温高效率半导体激光器阵列封装结构研究

分析了热沉和陶瓷基板对背冷式封装结构半导体激光器阵列性能的影响.通过栅格化厚铜填充技术降低了复合金刚石热沉的等效电阻,并实现了热膨胀系数匹配;采用热沉和陶瓷基板嵌入焊接技术,提高了封装散热能力和稳定性.制作了间距为0.4 mm的5Bar条芯片阵列样品,在70℃热沉温度、200 A工作电流(占空比为1％)条件下进行性能测试,结果显示器件输出功率为1 065 W、电光转换效率为59.2％.在高温大电流条件下进行了 1 824 h寿命试验,器件表现出良好的可靠性.     

大功率半导体激光器阵列的封装技术

半导体激光器阵列的应用已基本覆盖了整个光电子领域，成为当今光电子科学的重要技术。本文介绍了半导体激光器阵列的发展及其应用。着重阐述了半导体激光器阵列的封装技术——热沉材料的选择及其结构优化、热沉与半导体激光器阵列之间的焊接技术、半导体激光器阵列的冷却技术、与光纤的耦合技术等。     

准连续半导体激光器的传导冷却封装优化

为了提高准连续输出功率为×102W量级的半导体激光器的输出功率和可靠性,采用双面散热方式提高传导冷却封装的散热能力。结果表明,采用改进的封装方式后,激光器的最高输出功率由91.6 W提高到98.4W,阈值电流由15.6 A减小到15.1 A,斜率效率由1.09 W/A提高到1.16 W/A,插头效率略有增加。激光器在100 A工作电流时,有源区的温度和激光器的热阻都有所减小,说明改进的封装方式具有更好的散热性能。     

SMA同轴封装高速光电探测器

采用自制ＳＭＡ同轴管壳和普通ＴＯ－１８管壳对同型同批的ＩｎＧａＡｓＰＩＮ光电探测器芯片进行了封装，并用自建测试系统对其Ｃ－Ｖ特性和瞬态特性进行了测试比较，结果表明：与普通ＴＯ－１８管壳封装相比，ＳＭＡ同轴管壳封装器件电容减少了约０．４ｐＦ，上升时间ｔｒ由８５ｐｓ减至２５ｐｓ以下，半高全宽ＦＷＨＭ由２１０ｐｓ减至８５ｐｓ，等效－３ｄＢ带宽增至６ＧＨｚ以上，瞬态特性显著改善。     

A coaxially packaged MADT for microwave applications

A coaxially packaged transistor capable of delivering greater than 11 db of power gain at 1000 Mc, with a resultant maximum frequency of oscillation of 3500 Mc, has been developed. This device is a p-n-p micro-alloy diffused-base transistor (MADT). The principal difference between this device and a standard high-frequency MADT amplifier is the reduction of electrode size and use of a coaxial construction. The parasitic elements, rb', and emitter and collector transition capacities, have very striking effects. Also, the excess phase of alpha at alpha cutoff, as described by Thomas and Moll, can be very large (150° on this device); for this reason, fTrather than fcαshould be used as the figure of merit for graded-base transistors. Because of this excess phase, the value of K(0.85 for homogeneous-base transistors), which is used to relate fTto fcα, can be as low as 0.43 in graded-base transistors of this type.     

表贴阵列封装芯片散热方法研究

具有高集成度及高可靠性的表贴阵列封装在工程中应用越来越广泛,而散热是其最重要的问题之一。这种封装的焊点较为脆弱,在可靠性要求较高的领域,常规的散热方案由于需要对焊点施加较大的正压力,会降低焊点的可靠性。针对这一问题,本文使用了一种零正压力的散热方案,通过热仿真分析,这种方案可以达到散热的目的,且不会对可靠性的其它方面造成影响。     

浅谈带散热片产品的封装

带散热片封装的产品主要是功率器件,其产品在使用过程中会产生热能,主要借助散热片来释放,其产生的热能对散热片上的焊线质量提出了更大的挑战。带散热片封装的集成电路分为两种,一种是散热片上打线的集成电路,一种是散热片不打线的集成电路。本文主要讨论了对散热片打线集成电路的散热和工艺方面的改进。     

高温环境下大功率DPL的LD最佳散热效果

大功率DPL泵浦源LD的热管理技术是制约二极管泵浦固体激光器工程应用的瓶颈之一。介绍了二极管泵浦固体激光器的工作过程,设计通过半导体制冷片对LD实施温度控制。主要针对DPL的高温应用环境,对泵浦源LD的散热通道进行分析和计算,设计了可以在高温环境下正常工作的DPL工程样机。该样机主要性能指标：输出峰值功率大于100 kW,激光脉宽为5 ns,重频10 kHz。对该样机进行高低温环境试验,获得试验数据并得出结论：在高温50 ℃情况下,LD可以连续稳定工作 30 min以上。     

基于有限元法LED散热强化研究

为了解决大功率LED散热问题,构建了包括LED固体部件及外部流体空间的三维数学模型。基于有限元法,应用k-ε模型模拟自然对流换热条件下LED模组散热情况。模拟结果表明,LED模组温度场分布不均,芯片结温较高;受芯片功率密度及位置布设的影响,中心翅片的散热效果差。通过改变散热器结构,设计了两种翅片组合形式,虽然换热面积有所减少,但由于中心翅片的对流换热得到强化,达到了降低结温的效果,提高了散热性能。     

有限元分析导热层厚度对印制电路散热性能影响

印制电路板的散热性能是影响电子产品可靠性的重要因素,而电路板的表面温度分布很难通过测量获得。通过有限元分析方法,模拟了印制电路板的温度场分布,并对元器件在嵌入不同厚度铝基导热层基板上稳定工作时的散热过程进行了分析。分析结果表明在PCB内部嵌入不同厚度铝基导热层可以有效地降低元器件失效率,增加产品可靠性,该结果可以为PCB制造过程中基板的选择提供指导。     

磁性液体强化扬声器音圈散热的实验研究

实验将封有聚α-烯烃合成油基磁性液体的两玻璃管放置于磁场中,研制了磁性液体在均匀磁场中瞬态双热线导热 系数的实验测量装置,测试发现磁性液体的导热系数在均匀磁场中随磁场强度的增大而显著增大.研制了恒压法在线实时 检测扬声器音圈温升的测量装置,评价了在同一工况下空气和磁性液体对扬声器音圈温升的影响,测量发现磁性液体能显著 ...     

LD参数连续测试系统研究

本文介绍了一种新型半导体激光二极管（LD）参数连续测试系统，它采用了高精度的数据采集技术、超强的数据处理技术及精密机械定位技术，可对LD的P－I和V－I曲线及相关参数进行连续测试、显示、存储、管理和打印，测量速度快，测量精度高，操作方便。     

三防涂层对器件散热影响的研究

分析现有三防材料丙烯酸1B31、真空涂敷ParyleneC和有机硅1-2620对元器件散热影响值,制作三防涂层对器件散热影响理论分析工具模型。忽略热量的损失和向印制板面的传递,理论模型校验结果与实际测量结果相符。为元器件表面是否三防提供依据与标准,希望其在产品设计、工艺设计中起到指导作用。