长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室 王佳彬 晏长岭

0 引言

半导体激光器近年来得到了迅速发展，并因其优点而被广泛应用于各个领域。为此，半导体激光技术的研究已成为世界上最受关注的研究[1-4]。作为最重要的工作参数之一，半导体激光器的最大输出功率仍受限于高注入电流下热饱和效应的影响，器件的温升对器件腔的灾难性光损伤阈值水平有很大影响。由于更严重的废热产生[5]，半导体激光器的高功率运行面临严格的热管理，以避免或减少活性区域温升，电光转换效率降低，波长红移等。大功率器件时，器件内部温度会明显升高，因此阈值电流迅速增大，外部差分量子效率降低。

对于大功率半导体激光器，热效应的影响非常大[6]。研究半导体激光器的热特性，改善散热效果，对提高半导体器件的性能具有重要的现实意义。采用ANSYS软件对不同焊料厚度封装的激光器进行稳态热分析模拟，得到了温度场分布与结温值，通过得到的结果然后研究了随着焊料厚度的不同封装对激光器热阻、结温的影响，得出了最合适的焊料厚度以适应LD激光器的发展要求，为单管LD的封装奠定了基础。

1 建立模型并用ANSYS分析

LD激光器的废热主要由以下两个方面产生[7]：

(1)当注入电流小于阈值电流时，不会产生激光，这部分注入的电流主要产生废热；当注入电流大于阈值电流时，一些电子和空穴将会发生非辐射符合，同时部分辐射复合产生的光子将会被波导层吸收，产生废热。……