导体激光器散热技术研究及进展 程东明，杜艳丽，马凤英，段智勇，郭茂田 (郑州大学物理工程学院电子科学与技术系，郑州450052) 1 引言 近年来，大功率半导体激光器行到迅速发展。半导体激光器在各种占空比下，峰值功率越来越高，连续工作时功率越来越大。为了得到更大的功率，人们逐渐发展和研究列阵和有更高功率的叠阵。但是，随着半导体激光器列阵及叠阵功率的增加，导体激光器在各种占空比下，峰值功率越来越高，连续工作时功率越来越大。为了得到更大的功率，人们逐渐发展和研究列阵和有更高功率的叠阵。但是，随着半导体激光器列阵及叠阵功率的增加，器件的散热也变得更加困难起来[1]。实验结果表明，半导体激光器的阈值电流密度、输出光功率、微分量子效率、激光器光谱与温度有密切的关系[2]。所以，研究半导体激光器的散热问题是一项非常有意义的工作。 2 研究半导体激光器散热的重要性 2 ．1 温度与阈值电流密度的关系 量子阱激光器与温度的关系主要是由于增益系数和漏电流与温度的关系引起的。(折射率阶跃、端面反射率、自由载流子吸收损耗、散射损耗和耦合损耗随温度变化的影响忽略不计。)各种温度下的阈值电流与温度变化的关系如图 1。 拟合后的关系曲线满足的关系式为： Ith(T)=171．55+143．ex p(T/93．20) 半导体激光器的阈值电流密度与温度的关系表达式： 其中，Jth(T)表示室温下的阈值电流密度，是一个常数，不同的激光器具有不同的值。T0 是特征温度，表示阈值电流对温度敏感程度。由上式可以看出， T0 越大，表明激光器对温度的敏感性越小。若能使 T0→∞，则半导体激光器的，Jth 不随温度变化。与双异质结激光器相比，量子阱激光器具有较高的 T0 值，这是因为此二维系统中的准费米能量对温度的依赖性弱于体材料，态密度的台阶状分布及量子阱区的电子和声子分布的微扰作用。 一般的量子阱激光器的特征温度典型值在 170K∽250K 之间，有时可高达 400K 以上。当温度升高时，由于增益系数、漏电流、自由载流子吸收损耗、散射损耗及耦合损耗等均会发生变化，进而影响阈值电流密度。 2 ．2 温度与输出光功率的关系 从图2 可以看出，温度与半导体激光器的输出功率有较大的关系。随着温度的增加，载流子的非辐射复合加剧，由于注入的载流子转化为热量，同时会导致结温的升高，热阻也随着增加，结果，其问的输出光功率呈抛物线关系。 拟合曲线为 P=706．67-0．2097T-0．03409T2，由图2 可以看出，...
