论文研究-The analysis for thermal resistance of multi-emitter laser ...

本文是关于多发光区大功率激光二极管（Laser Diode, LD）热阻构成的研究分析，其核心在于揭示多发光区激光器在工作时的热特性，以及如何通过测量和计算热阻值来优化激光器的热管理设计。李静婉、冯士维以及其他作者利用电学温敏参数法测得了多发光区大功率激光器的瞬态加热响应曲线，并运用结构函数法对热阻构成进行了分析。研究结果表明，在芯片级（Chip level），多发光区激光器的热阻随着发光区域数量的增加而线性减少；而在封装级（Package level），热阻保持不变。 激光二极管（LD）作为一种广泛应用于固体激光泵浦、材料加工、光通信、打印机等领域的电子器件，随着功率消耗和集成密度的不断增大，导致的操作结温升高成为了影响器件参数和长期可靠性的关键问题。温度不仅影响半导体设备的效率，还影响设备的可靠性。因此，热管理对于激光二极管的稳定运行和长期寿命变得越来越重要。为了满足大功率输出的需求，多发光区激光器由于其高电光效率和输出功率而被广泛使用。Ryu HY等人利用电压-温度特性测量了基于GaN的激光二极管的结温。Abdelkader HI等人则对单发光区激光器的热行为进行了研究。 在本研究中，作者们测量了多发光区大功率激光器的瞬态温度特性，并利用热阻网络模型对一个、两个以及四个发光区域的激光器进行了热行为表征。实验结果显示，在芯片级，热阻与发光区域数量成反比下降，这表明增加发光区域数量可以有效地降低芯片的热阻。然而，在封装级热阻保持不变，意味着封装的热特性并不会因为发光区数量的增加而改变。 这项研究提供了一种重要的规则，对于多发光区激光器的热设计具有重要意义。热阻通常被定义为产生一定温度梯度所需要克服的热阻力，它是评估激光器热管理性能的一个关键参数。通过电学温敏参数法测量瞬态加热响应曲线，是一种测量激光器热阻的有效手段。结构函数法则是根据器件的物理结构和热传递特性来确定热阻构成的方法。 在热管理技术方面，对激光器进行有效的散热设计是至关重要的，它包括选择适当的散热材料、设计合理的散热路径以及热界面材料的使用等。此外，对激光器的热性能进行精确的建模和仿真也有助于指导热设计优化。 本研究对于多发光区激光器热设计的规则，能够帮助工程师设计出更加高效且可靠的激光二极管产品。随着大功率激光二极管技术的不断进步，以及在各种应用领域的需求日益增长，理解和控制其热特性成为了技术发展的一个重要方向。因此，本研究的成果不仅对于学术领域具有理论价值，对于实际生产和应用也具有重要的指导意义。