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《强激光与粒子束》 2017年11期
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传导冷却半导体激光阵列温度均匀化研究

韩立  徐莉  张贺  
【摘要】:高功率半导体激光器阵列已经广泛应用于许多领域。Smile效应是由高功率半导体激光器阵列(巴条)本身在封装过程中与热沉之间热膨胀系数(CTE)失配导致的热应力造成的。各个发光点在横向上不在一条直线上,从而导致半导体激光阵列整体发光弯曲。较大的Smile值可以引起光束质量降低、造成光束耦合和光束整形困难。为了降低热串扰实现巴条温度均匀化,我们在传统CS热沉的基础上,引入高热导率铜基石墨烯(GCF)与孔状结构,对CS被动式制冷半导体巴条热应力分布不均导致的Smile效应进行了数值模拟与仿真分析。在热功率为60 W的条件下,一方面,当仅有GCF材料,并且其长度为8 mm时,温差从最初的7.94℃降低到3.65℃;另一方面,在合理的温升范围内,当GCF的长度为8 mm时,结合增加热沉热阻的孔状结构时,温差进一步降低到3.18℃。
【作者单位】长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室;
【基金】:吉林省科技计划重点项目(20140204028GX,20150204068GX) 长春理工大学青年科学基金项目(XQNJJ-2014-15)
【分类号】:TN248.4
【正文快照】:
基于激光二极管阵列的大功率半导体激光器具有功率转换效率高、体积小、价格低等显著特点。因此,它已被广泛应用于固体、光纤激光器泵浦源研究、直接二极管激光材料加工等领域[1-4]。高功率半导体激光器阵列(巴条)由多个发光单元组成,在大多数情况下,巴条中每个发光单元是不完

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