В упаковке мощных полупроводниковых лазерных планок ключевой проблемой, ограничивающей характеристики и надежность устройства, является остаточное тепловое напряжение, вызванное несоответствием коэффициента теплового расширения между чипом и теплоотводом. Это напряжение может привести к деформации чипа и возникновению эффекта SMILE, что ухудшает оптическую однородность лазера. В данной работе предложена схема упаковки при комнатной температуре на основе композитного соединительного слоя из Ga-Diamond и жидкого металла, который механически обеспечивает эффективное подавление тепловых напряжений, избегая температурных градиентов и жестких ограничений интерфейса во время процесса пайки. Результаты моделирования показывают, что максимальное напряжение в чипе снижается до примерно 0,9 МПа, а деформация становится близка к нулю. Экспериментальные данные подтверждают значительное снижение значения SMILE с 1,40 мкм до 0,17 мкм. При токе 50 А оптическая выходная мощность устройства увеличивается с 58,5 Вт до 63,5 Вт, а эффективность электрооптического преобразования повышается с 58,5% до 64,8%. Исследование показывает, что гибкий интерфейс жидкометаллического соединительного слоя Ga-Diamond и процесс упаковки при комнатной температуре эффективно уменьшают термическое напряжение, предоставляя перспективное техническое решение для создания полупроводниковых лазерных планок с низким напряжением и высокой яркостью.

полупроводниковый лазер;лазерные планки;упаковка;тепловое напряжение;эффект SMILE