高功率半导体激光器光纤耦合单管模块.pdf

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1、分类号：TN29UDC：密级：公开编号：高功率半导体激光器光纤耦合单管模块liⅡghpowersemiconductorlaserfibercoupledsinglemodule学位授予单位及代码：。长春理工大学(10186)论文起止时间：2012．11—2013．12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《高功率半导体激光器光纤耦合单管模块》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标

2、明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：勰业年互月4日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：夏啦导师签名：醯!阻年』月盟日巡年上月旦日摘要波长为976nm的高功率半导体激光器光

3、纤耦合输出模块可以作为光纤激光器的泵浦光源。随着光纤激光器的发展，泵浦光源的可靠性要求很高。目前9—10W级的光纤耦合单管模块大部分依靠进口。本文将从器件的工艺制作方面进行研究，制作出可靠性较高的单管耦合模块。通过现有仪器设备将半导体激光器芯片焊装在预制AuSn焊料层的AlN热沉上，然后进行后续的准直系统安装，最后耦合进芯径105um、数值孔径为0．22的光纤里，得到输出光功率达到9w以上的器件。主要研究内容有：1)通过ANSYS热分析软件模拟了输出光功率10W，假设电光效率50％时，芯片的散热情况，并在此基础上得出了AlN次热沉与无氧铜热沉的尺寸。2)对高功率半导体激光器

4、的硬焊料焊装工艺进行研究，通过实验验证工艺条件并进行优化，得到了5衄腔长高功率半导体激光器的可靠性焊装工艺条件。3)通过ZEAMX光学设计软件对发光区条宽为90um的半导体激光器准直与耦合光学系统进行模拟，理论证明了耦合效率可以达到90％以上，并将焊装好的芯片制作成单管耦合模块。本文的目的是研究制作高可靠性的基于AlN次热沉焊装的芯片，为多芯片耦合系统提供稳定性良好的器件。关键词：高功率半导体激光器州SYS焊装工艺光纤耦合ABSTRACTHighpowersemiconductorlaseroffibercouplingou中utmoduleof976nmcanbeused

5、asa丘berlaserpumpingli曲tsource．ForthedeVelopmentoffiberlaser．pumpingsourcesmustbemorereliable．Now，mostof7-9W丘bercollplingsillglemoduleswereproVidebysomeforeignmanu白ctures．Thisworkwillfocusonsmdy丘omtheaspectoftheproductionprocessofthedeVice，producingthesinglecouplingmodulewi吐1hi曲reliability．

6、Bondingthesernjconductor1aserchipontheAlNheatsiIll【、)l，ithprecastAuSnsolderlayerthroughtheevaporatingequipment，theninstallingtheSubsequentc01limationsystem，f．mallycouplingnothe助er谢thcoredjameterofl05umandnum“calapemreof0．22，getting也eout”topticalpowermoret11an9W．Themainresearchcontentis：1)S

7、imulatingtheheatdissipationofthec11ipon也easSumptionmatoutputopticalpoweris10Wandelec仃。一opticalconVersione伍ciencyis50％．Bythethe咖alanalyzesonwareANSYS，onthebasisofthisweobtainthesizeofAlNheatsinl【andcopperheatsink．2)Studyonthehardsolderbondingprocessofmghpowerse