Beim Gehäuse von Hochleistungs-Halbleiter-Laserbarren ist die durch den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Chip und Kühlkörper verursachte Rest-Wärmespannung ein entscheidendes Problem, das die Leistung und Zuverlässigkeit des Geräts einschränkt. Diese Spannung kann zu einer Verformung des Chips und zur Auslösung des SMILE-Effekts führen, was die optische Homogenität des Lasers verschlechtert. Zur Lösung dieses Problems wird in dieser Arbeit eine Raumtemperatur-Gehäusemethode basierend auf einer Ga-Diamond-Flüssigmetall-Verbindungsschicht vorgeschlagen, die durch Vermeidung von Temperaturgradienten und starren Grenzflächenbeschränkungen im Reflow-Prozess eine effektive Unterdrückung der Wärmespannung mechanistisch ermöglicht. Simulationsergebnisse zeigen, dass die maximale Spannung im Chip auf etwa 0,9 MPa reduziert und die Verformung nahezu auf Null gebracht werden kann. Experimentelle Ergebnisse bestätigen eine signifikante Reduzierung des SMILE-Werts von 1,40 μm auf 0,17 μm. Bei einem Antriebsstrom von 50 A erhöht sich die optische Ausgangsleistung des Geräts von 58,5 W auf 63,5 W, und die elektro-optische Umwandlungseffizienz steigt von 58,5 % auf 64,8 %. Die Untersuchung zeigt, dass die flexible Grenzfläche, die durch die Ga-Diamond-Flüssigmetall-Verbindungsschicht und das Raumtemperatur-Gehäuseverfahren bereitgestellt wird, eine wirksame Entlastung der thermischen Verspannungen ermöglicht und einen vielversprechenden technischen Weg für die Realisierung von Halbleiter-Laserbarren mit niedriger Spannung und hoher Helligkeit bietet.

Halbleiterlaser;Laserbarren;Gehäuse;thermische Spannung;SMILE-Effekt