В упаковке стрипов полупроводниковых лазеров высокой мощности остаточные тепловые напряжения, вызванные несоответствием коэффициентов теплового расширения между чипом и тепловым радиатором, являются ключевой проблемой, ограничивающей производительность и надежность устройства. Эти напряжения могут привести к изгибу чипа и вызвать эффект SMILE, ухудшая оптическую однородность лазера. Для решения данной проблемы в статье предложена схема упаковки при комнатной температуре на основе композиционного соединительного слоя из жидкого металла Ga-Diamond, которая позволяет эффективно подавлять тепловые напряжения, избегая температурных градиентов и жестких интерфейсных ограничений во время процесса пайки. Результаты моделирования показали, что при использовании данной схемы максимальное напряжение чипа снижается примерно до 0,9 МПа, а деформации близки к нулю. Экспериментальные результаты дополнительно подтвердили, что значение SMILE уменьшилось с 1,40 мкм до 0,17 мкм. При токе управления 50 А выходная оптическая мощность устройства возросла с 58,5 Вт до 63,5 Вт, а электронно-оптический КПД повысился с 58,5% до 64,8%. Исследование показывает, что гибкий интерфейс композитного слоя жидкого металла Ga-Diamond и процесс упаковки при комнатной температуре обеспечивают эффективное снятие термического несоответствия, предлагая перспективный технический путь для создания стрипов полупроводниковых лазеров с низким напряжением и высокой яркостью.

полупроводниковый лазер;лазерный стрип;упаковка;тепловое напряжение;эффект SMILE