高功率半导体激光器光纤耦合单管模块

摘要

波长为976nm的高功率半导体激光器光纤耦合输出模块可以作为光纤激光器的泵浦光源。随着光纤激光器的发展，泵浦光源的可靠性要求很高。目前9-10W级的光纤耦合单管模块大部分依靠进口。本文将从器件的工艺制作方面进行研究，制作出可靠性较高的单管耦合模块。通过现有仪器设备将半导体激光器芯片焊装在预制AuSn焊料层的AlN热沉上，然后进行后续的准直系统安装，最后耦合进芯径105um、数值孔径为0.22的光纤里，得到输出光功率达到9W以上的器件。主要研究内容有:
　　1)通过ANSYS热分析软件模拟了输出光功率10W，假设电光效率50％时，芯片的散热情况，并在此基础上得出了AlN次热沉与无氧铜热沉的尺寸。
　　2)对高功率半导体激光器的硬焊料焊装工艺进行研究，通过实验验证工艺条件并进行优化，得到了5mm腔长高功率半导体激光器的可靠性焊装工艺条件。
　　3)通过ZEAMX光学设计软件对发光区条宽为90um的半导体激光器准直与耦合光学系统进行模拟，理论证明了耦合效率可以达到90％以上，并将焊装好的芯片制作成单管耦合模块。
　　本文的目的是研究制作高可靠性的基于AlN次热沉焊装的芯片，为多芯片耦合系统提供稳定性良好的器件。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 HPDL光纤耦合模块的发展

1．3 研究内容

第二章 HPDL光纤耦合模块的封装技术介绍

2．1 HPDL单管耦合模块的类型

2．2 HPDL制备的关键技术

2．3 HPDL的焊装工艺介绍

第三章 HPDL封装的热性能分析

3．1 HPDL热特性对其性能的影响

3．2 封装结构的热阻计算

3．3 ANSYS模拟半导体激光器

3．4 结果与分析

第四章 HPDL可靠性烧焊工艺

4．1 激光器烧焊过程

4．2 HPDL封装中应力分析

4．3 半导体激光器烧焊实验及结果

第五章 HPDL光纤耦合模块设计

5．1 光纤耦合模块的整体设计思想

5．2 HPDL的耦合工艺

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 今后工作展望

致谢

参考文献