白栋雷

摘  要：本文对不同材料的焊料和厚度不同的钨铜次热沉封装激光器，采用COMSOL Multiphysics仿真软件进行巴条模拟，得出不同类型的焊料其最大热应力，均产生于钨铜次热沉封装激光器的材料热沉界面处。对于不同材料，厚度相同的焊料在封装时，激光器管芯热应力与光谱峰值波长相差不大。通过研究发现降低焊料的整体厚度可，以有效减少激光器管芯热应力以及腔体内的温度。同时焊料的厚度也不应该过于薄，焊料过薄可能会引起衔接不牢固以及整体表面不均匀，甚至出现内部结构出现孔洞等现象。所以在进行焊料选取时，应该注意考虑材料以及激光器整体环境。通过本次研究发现钨铜次热沉封装厚度不断增加，会使得激光器热应力减小，激光器内管芯温度提高。经过多次测试，发现其最优厚度是370微米。本文简单论述优化大功率半导体激光器的封装热应力的途径，为同行提供参考意义。

关键词：半导体激光器;封装;热应力

1大功率半导体激光器发展现状

大功率半导体激光器在我国的加工领域以及军事国防等重要单位，具有很强的应用性，其特点是激光器的体积较小，便于携带，发光效率高，光源稳定，并且容易维修。当前我国的大功率半导体激光器的光电转化效率最优的数据是70%左右。在进行激光器运作时，光能利用率还需进一步提升，减少热量的挥发。因为激光器管芯内温度会随着热量的难以释放，导致半导体材料禁带宽度变窄，这会导致激光器光源输出不稳定，极大的降低了光源的发光质量，并且激光器管芯和使用的焊接材料由于其膨胀系数没有达到预定理论数值，会使得整体热应力提升，使光谱发生变化。……