大功率半導體激光器陣列熱特性分析

　　4 測量結(jié)果

　　為檢驗模擬結(jié)果，我們采用縱模光譜法測量 800 nm 100/130版一維線陣列的熱阻?？v模光譜法依據(jù)的基本原理是半導體激光器的縱模波長會隨溫度移動，產(chǎn)生發(fā)光波長隨溫度紅移的現(xiàn)象。利用這一方法，我們在短脈沖下改變殼溫，并測量相應的波長移動，從而獲得波長移動與溫度之間的校準曲線，推測出波長隨溫度的變化率。對于我們所測量的800 nm激光器陣列，該變化率測得為0.3 nm/K。在此基礎上，增加工作電流的占空比，并測出不同占空比下的波長，即可由波長-熱功率曲線得出λ/p，進而由λ/p = 0.3nm /K計算得到相應的熱阻。圖7為通過實驗測得的波長隨熱功率變化的曲線，通過線性擬和得到λ/p =0.377，所以通過實驗測得的熱阻為1.25 K/W。而我們通過模擬得到的100/130版的熱阻為0.81K/W，比實驗值偏小，分析其原因主要有以下兩方面：⑴我們在模擬過程中假設焊料層光滑平整且上下表面完全接觸，但在實際器件中，焊料層中會出現(xiàn)缺陷且實際接觸面積并不是100%，這些都會導致熱阻增大。⑵在模擬過程中我們?nèi)≥d體銅的熱導率為4 W/cm·K，而實際載體的熱導率偏小，這也會導致熱阻偏大。

　　5 結(jié)論

　　對半導體激光器的熱特性進行模擬分析可以幫助我們對其設計和工藝進行改進。本文利用ANSYS軟件對大功率激光器陣列的穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)溫度分布進行了模擬，并通過測量熱阻的試驗對模型進行了檢驗。試驗結(jié)果略高于模擬值，通過分析原因，我們認為這個結(jié)果是完全合理的。