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1、热阻论文:基于C-Mount热沉封装不同激光器芯片尺寸热分析【中文摘要】随着半导体激光器工艺技术的不断提高,输出功率的不断增加,热效应成为制约大功率半导体激光器发展主要障碍。其半导体激光器的散热能力常用热阻表示。本文制作了条宽为150μm,腔长为1000μm的半导体激光器,并用In焊料烧结在C-Mount热沉上,并进行TO-3封装。用波长漂移法对基于C-Mount封装类型的多只3W激光器的热阻进行了测量,得出其热阻为5-3℃/W.5.9℃/W之间。并用ANSYS有限元热分析软件在理想条件下对其进行了模拟,从其实测和模拟结果的差异引入了由于焊
2、料层空洞增加的接触热阻。并用ANSYS有限元热分析软件模拟引入接触热阻后的热阻,其值和实测的结果基本吻合,所以我们用同样的方法对C-Mount热沉封装的不同芯片尺寸进行了模拟。本文又对3W激光器在不同的占空比下测量了其温升值,结果发现其在不同的占空比下的温升是不同的,其中在0.5%占空比条件下其温升情况为连续条件的19.6%。并用ANSYS有限元热分析软件对100%占空比下的温升情况进行了模拟,从模拟结果中可以看出脉冲的特点是激光器在1ms内温升就能达到稳态时候的36%,激光器在0.1s就能达到稳态温度的95%以上。所以即便激光器在0.5%
3、占空比条件下工作时,其温升也是不能忽略的。【英文摘要】WiththedevelopmentofSemiconductorLasertechnologyandtheincreasingoftheoutputpower,thelaserthermaleffectwhichhasbecomethemainobstacletothedevelopmentofhighpowerSemiconductorLasers.Thethermal-resistanceisusuallyusedasthecoolingcapacityofSemiconducto
4、rLasers.Inthispaper,wemadeaSemiconductorLaserwithstripwidthof150μmandcavitylengthof1000μm,whichsinteredonC-MountheatsinkwithInsolder.Atthesametime,wepackagedtheLaserwithTO-3.WemeasuredtheThermal-resistanceofseveral3WLaserswhicharebasedonC-Mountheatsinkwithwavelengthshiftme
5、thod.TheThermal-resistancethatwegetarebetween5.3℃/W-5.9℃/W.WesimulatedtheThermal-resistanceofSemiconductorLaserwithANSYSFiniteelementthermalanalysissoftwareonidealconditions,andweintroductedthecontactresistancecausedbytheemptyinInsolderthroughthemeasuredandsimulatedresults
6、.WeusedANSYSsoftwaresimulatetheThermal-resistanceofLaserafterintroductthecontactresistance,andit’svalueandthemeasuredresultsarebasicallyconsistentWeusedthesamemethodtosimulatetheThermal-resistanceofdifferentchipsizeofLasers,whichbasedonC-Mountheatsink.Inthispaper,wemeasure
7、dthetemperatureriseofdifferentdutycyclesof3WLasers,theresultsshowthatthedifferentdutycycleofthetemperaturerisearedifferent,which0.5%dutycycleisabout20%tocontinuesconditionsoftemperaturerise.WeusedANSYSsoftwaretosimulatethetemperatureriseof100%dutycycle,fromsimulation,andit
8、couldgetthatthetemperatureriseis36%ofthesteadystateinIms.andthetemperatureriseis95%ofthes