大功率半导体激光器阵列稳态温度分布分析

通过对大功率激光器阵列热现象的分析,采用有限元分析法建立了大功率激光器稳态工作时的空间温度分布模型,给出了具体的温度分布曲线,由此模型得出大功率激光器阵列沿谐振腔方向有一定的温度差.该模型给出的载体、芯片的温度分布,可以指导阵列载体、散热器的设计,优化它们的尺寸.样品的实验数据与模型的理论预测结果吻和得很好.     

连续波工作大功率半导体激光器阵列的温度分布

用Ansys 软件模拟了大功率半导体激光器阵列的稳态温度分布,并对自行研制的半导体激光器阵列的温度变化进行了测试,结果表明理论计算与实验结果基本吻合.该模拟结果对大功率半导体激光器阵列的封装设计具有现实的指导意义.     

大功率半导体激光器阵列

综合介绍了目前半导体大功率激光器普遍采用的材料结构、芯片结构、封装技术、散热致冷技术以及发展现状;给出了当前大功率半导体激光器的研究发展方向。     

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.     

半导体激光器阵列的远场分布模型和分布特性研究

从亥姆霍兹方程出发,以单管半导体激光器(LD)分布特性为基础,提出了半导体激光器阵列(LDA)远场分布模型,模型理论仿真结果与LDA实际测试数据符合地很好,实验结果表明:在LDA能量分布95%的主要区域内,该理论模型拟合测量数据的误差小于5%.且理论模型和实验结果同时证明:在传输距离达到一定值后,LDA光束截面的光强分布在平行结平面方向一直呈双峰结构.     

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。     

10%占空比大功率半导体激光器线阵列

利用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术生长了分别限制应变单量子阱激光器材料。利用该材料制成半导体激光(LD)线阵列的峰值波长为939．5nm．光谱的半高全宽(FWHM)为2．3nm．在400μs、250Hz的输入电流下，输出峰值功率达到65W(75A)．斜率效率高达1W／A．阈值电流密度为185A／cm^2，最高转换效率可达42%。     

大功率半导体激光器阵列的稳态和瞬态热行为

大功率半导体激光器的应用日益广泛.随着激光器光功率的不断增加,其结温也在急速上升.激光器结温的升高不仪会导致寿命、斜率效率和功率下降,阈值电流增大,而且会引起波长漂移,光谱展宽等,因此开展半导体激光器热没计和热优化的研究显得越来越重要.用数值模拟和实验相结合的方法对单巴(bar)条CS封装的60 W,808 nm半导体激光器连续工作时的稳态和瞬态热行为进行分析研究,定量确定了半导体激光器的温升及其构成,以及器件的时间常数.此外,还对半导体激光器件做了热优化,并在分析结果的指导下做出了各项性能指标均优良的半导体激光器阵列器件.     

大功率半导体激光器的阵列化技术

1　引言激光二极管随着大功率化发展 ,除通信及信息记录外 ,还在打印和显示、材料加工、医疗等许多领域使用。最近大功率激光二极管的件数和论文数急剧增加 ,在市场上销售大功率激光二极管的生产厂家数量增加、从产品的水平也可看到飞跃发展的大功率化、大规模化。激光二极管最基本的大功率化可以增加电流注入的条幅 ,称为宽展条幅 ,适用于固体激光的激励。在最近大功率化的开发尤其是波长 0 .81μm和 0 .98μm激光二极管的发展中 ,10 0μm的单条激光二极管报导的连续波最大功率为 10 W左右。但过分地增大条幅 ,容易产生横高次模振荡和丝状…     

半导体激光列阵的高功率高亮度光纤耦合技术

设计了一种可同时实现高功率和高亮度激光输出的简单有效的光纤耦合技术.首先借助光纤列阵实现光束由线性排列到圆形排列的转换,从而有效提高半导体激光列阵输出光束的对称性;然后通过微透镜将光纤列阵输出的圆对称光束耦合进入一根较细的光纤,以进一步压缩光斑直径并提高光束亮度.基于几何光学的理论分析表明;在合适的参数条件下,直径为1.3 mm的光纤列阵输出光束与直径为0.4 mm的单根光纤的耦合效率可达90%以上,即在功率损耗低于10%情况下,激光束的亮度提高了近9倍.     

808nm波长高功率阵列半导体激光器

报道了采用MBE外延生长方法制备的叠层阵列CW工作型高功率半导体激光器。激光器的生长结构采用经过优化的单量子阱渐变折射率分别限制波导结构 ,激光器芯片结构为标准的CM条 ,注入因子设计为 6 0 %。叠层装配采用了具有高效散热能力的水冷结构。经初步测试 ,叠层器件的阈值电流为 12A ,直流 30A驱动电流下的输出功率达 40W ,斜率效率为 2 2W /A。器件中心激射波长为 810nm ,光谱宽度 (FWHM )为 6nm。     

大功率半导体激光列阵单光纤耦合技术

利用阶梯反射镜整形技术和偏振合束及波长合束技术成功将两只波长为808nm和两只波长为980nm的40W大功率半导体激光器光束进行混合,最后得到输出功率为95.8W、耦合效率为60%的双波长大功率半导体激光列阵单光纤耦合模块,光纤芯径为400μm,数值孔径为0.22.     

大功率半导体激光列阵单光纤耦合技术

利用阶梯反射镜整形技术和偏振合束及波长合束技术成功将两只波长为808nm和两只波长为980nm的40W大功率半导体激光器光束进行混合,最后得到输出功率为95.8W、耦合效率为60%的双波长大功率半导体激光列阵单光纤耦合模块,光纤芯径为400μm,数值孔径为0.22.     

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.     

二极管侧面泵浦固体激光器热效应研究

文中对大功率二极管侧面泵浦固体激光器的热效应进行了分析,并对灯泵浦固定激光器与二极管固体激光器的热效应进行比较,在实验中得出了大功率二极管侧面泵浦固定激光器热效应的经验公式。     

高占空比大功率激光器阵列

设计并研制了1cm长折射率渐变分别限制单量子阱(GRIN—SCH—SQW)单条激光器阵列。占空比为20％，在70A工作电流下，输出功率达到61．8W，阈值电流密度为220A／cm^2，斜率效率为1．1W／A，激射波长为808．2nm。     

DS18B20在大功率激光二极管恒温制冷系统中的应用

本文介绍了利用数字式温度传感器 ＤＳ１８Ｂ２０构造大功率激光二极管恒温制冷系统的方法．该系统利用ＤＳ１８Ｂ２０作为温度传感元件，单片机作为核心控制部件控制半导体制冷器对大功率激光二极管进行制冷和制热．该系统具有体积小、外围电路简单、温控精度高等特点，温控精度可达±０．１℃．