大功率半導(dǎo)體激光器陣列熱特性分析

　　4 測(cè)量結(jié)果

　　為檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果，我們采用縱模光譜法測(cè)量 800 nm 100/130版一維線陣列的熱阻?？v模光譜法依據(jù)的基本原理是半導(dǎo)體激光器的縱模波長(zhǎng)會(huì)隨溫度移動(dòng)，產(chǎn)生發(fā)光波長(zhǎng)隨溫度紅移的現(xiàn)象。利用這一方法，我們?cè)诙堂}沖下改變殼溫，并測(cè)量相應(yīng)的波長(zhǎng)移動(dòng)，從而獲得波長(zhǎng)移動(dòng)與溫度之間的校準(zhǔn)曲線，推測(cè)出波長(zhǎng)隨溫度的變化率。對(duì)于我們所測(cè)量的800 nm激光器陣列，該變化率測(cè)得為0.3 nm/K。在此基礎(chǔ)上，增加工作電流的占空比，并測(cè)出不同占空比下的波長(zhǎng)，即可由波長(zhǎng)-熱功率曲線得出λ/p，進(jìn)而由λ/p = 0.3nm /K計(jì)算得到相應(yīng)的熱阻。圖7為通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的波長(zhǎng)隨熱功率變化的曲線，通過(guò)線性擬和得到λ/p =0.377，所以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的熱阻為1.25 K/W。而我們通過(guò)模擬得到的100/130版的熱阻為0.81K/W，比實(shí)驗(yàn)值偏小，分析其原因主要有以下兩方面：⑴我們?cè)谀M過(guò)程中假設(shè)焊料層光滑平整且上下表面完全接觸，但在實(shí)際器件中，焊料層中會(huì)出現(xiàn)缺陷且實(shí)際接觸面積并不是100%，這些都會(huì)導(dǎo)致熱阻增大。⑵在模擬過(guò)程中我們?nèi)≥d體銅的熱導(dǎo)率為4 W/cm·K，而實(shí)際載體的熱導(dǎo)率偏小，這也會(huì)導(dǎo)致熱阻偏大。

　　5 結(jié)論

　　對(duì)半導(dǎo)體激光器的熱特性進(jìn)行模擬分析可以幫助我們對(duì)其設(shè)計(jì)和工藝進(jìn)行改進(jìn)。本文利用ANSYS軟件對(duì)大功率激光器陣列的穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)溫度分布進(jìn)行了模擬，并通過(guò)測(cè)量熱阻的試驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果略高于模擬值，通過(guò)分析原因，我們認(rèn)為這個(gè)結(jié)果是完全合理的。