大功率半導(dǎo)體激光器陣列熱特性分析

　　4 測量結(jié)果

　　為檢驗?zāi)M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。縱模光譜法依據(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(yīng)的波長移動，從而獲得波長移動與溫度之間的校準(zhǔn)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(chǔ)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(yīng)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(shè)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(dǎo)致熱阻增大。⑵在模擬過程中我們?nèi)≥d體銅的熱導(dǎo)率為4 W/cm·K，而實際載體的熱導(dǎo)率偏小，這也會導(dǎo)致熱阻偏大。

　　5 結(jié)論

　　對半導(dǎo)體激光器的熱特性進行模擬分析可以幫助我們對其設(shè)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(rèn)為這個結(jié)果是完全合理的。