高出力垂直共振器面発光レーザーアレイの熱最適化

XIA Yuqi ,  

MU Jingfei ,  

ZHOU Yinli ,  

ZHANG Xing ,  

ZHANG Jianwei ,  

CHEN Chao ,  

YUAN Gaohui ,  

ZHANG Zhuo ,  

LIU Tianjiao ,  

BAI Haopeng ,  

XU Yuehui ,  

SUN Jingjing ,  

NING Yongqiang ,  

WANG Lijun ,  

摘要

新しいパラメータである温度影響係数が提案され、これは垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）アレイユニット間の間隔、酸化開口径、ユニット数、および入力電流を総合的に考慮し、アレイにおける熱結合の影響度を特徴付けるために使用できる。これに基づき、Pythonを用いてVCSELアレイの最適配置アルゴリズムを設計し、熱電結合モデルを構築して、最適配置が温度特性に与える最適化効果を検証した。従来の配置と比較して、最適化されたアレイ内部の温度上昇が著しく低減した。さらに、一定の電流密度と発光面積の条件下で、酸化開口径のサイズを小さくし、ユニット数を増やすことがVCSELアレイの温度特性を効果的に改善できる。10μmの酸化開口径の平均温度は30μmの酸化開口径より28K低い。研究結果は、本論文で提案したVCSELアレイの最適化案が熱結合の影響を効果的に低減し、温度影響係数内の各変数の分析を通じてVCSELアレイの設計に指針を提供できることを示している。

关键词

垂直共振器面発光レーザー;熱結合;アレイ設計;COMSOL熱電シミュレーション

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