Hình thức đóng gói laser bán dẫn và cấu trúc bao bì

Chip laser bán dẫn

Chip diode laser là laser dựa trên chất bán dẫn bao gồm cấu trúc P-N và được cung cấp bởi dòng điện. Gói diode laser là một thiết bị hoàn chỉnh được lắp ráp và đóng gói cùng nhau trong một gói gói kín để tạo thành một chip laser bán dẫn phát ra ánh sáng kết hợp, một chip photodiode giám sát để kiểm soát phản hồi của đầu ra điện, chip cảm biến nhiệt độ để theo dõi nhiệt độ hoặc một ống kính quang học để đối chiếu laser.

Các vật liệu bán dẫn được sử dụng để tạo ra các điốt P-N phát sáng ngày nay là: gallium arsenide, indium phosphide, gallium antimonide và gallium nitride.

Để bảo vệ vật liệu diode laser hoặc bất kỳ thiết bị laser nào khỏi mọi ứng suất cơ học và nhiệt, hầu hết mọi laser diode hoặc bất kỳ thiết bị laser nào khác đều yêu cầu đóng gói laser, bởi vì các vật liệu laser như gallium arsenide rất dễ vỡ. Bạn có thể tưởng tượng diode laser là pizza, sau đó cơ sở gói hoạt động như một hộp pizza và pizza (tức là diode laser) được đặt bên trong. Ngoài ra, phương pháp đóng gói kín ngăn bụi hoặc các chất gây ô nhiễm khác xâm nhập vào laser; Khói, bụi hoặc dầu có thể gây thiệt hại ngay lập tức hoặc vĩnh viễn cho laser. Quan trọng nhất, với sự tiến bộ của công nghệ, sự xuất hiện của laser diode công suất cao đòi hỏi thiết kế bao bì tinh vi để giúp tiêu tan nhiệt tạo ra trong quá trình vận hành thông qua cơ sở và tản nhiệt được cài đặt. Các chip laser bán dẫn được đóng gói dưới nhiều hình thức khác nhau và các phương pháp đóng gói khác nhau phù hợp cho các kịch bản ứng dụng khác nhau để đáp ứng các yêu cầu hiệu suất cụ thể, nhu cầu tản nhiệt và xem xét chi phí.

Đến (gói phác thảo bóng bán dẫn)

Đây là một hình thức bao bì rất truyền thống, được sử dụng rộng rãi trong các thành phần điện tử khác nhau, bao gồm cả laser bán dẫn. Gói đến thường có vỏ kim loại có thể cung cấp độ dẫn nhiệt tốt và phù hợp cho các kịch bản đòi hỏi phải tản nhiệt tốt. Các mô hình phổ biến bao gồm TO-39, TO-56, v.v ... Laser trong Hình 2 bên dưới được đóng gói trực tiếp bên trong vỏ ống và công suất ánh sáng đầu ra được theo dõi bởi PD quang điện tử phía sau laser. Nhiệt của laser được hướng dẫn trực tiếp ra khỏi vỏ ống thông qua tản nhiệt để tản nhiệt và không cần kiểm soát nhiệt độ.

Gói bướm

Gói bướm là một gói tiêu chuẩn để truyền truyền thông quang và điốt bơm laser. Đây là một gói bướm 14 chân điển hình, trong đó chip laser nằm trên đế nhôm nitride (ALN). Cơ sở ALN được gắn trên bộ làm mát nhiệt điện (TEC), được kết nối với một chất nền làm từ vonfram đồng (CUW), Kovar hoặc đồng molypden (CUMO).

Cấu trúc gói bướm có một không gian bên trong lớn, giúp dễ dàng gắn bộ làm mát nhiệt điện bán dẫn, do đó nhận ra chức năng điều khiển nhiệt độ tương ứng. Các chip laser, ống kính và các thành phần khác có liên quan dễ dàng để bố trí bên trong cơ thể, làm cho cấu trúc laser nhỏ gọn và hợp lý hơn. Chân ống được phân phối ở cả hai bên, giúp dễ dàng kết nối và kiểm soát với các mạch bên ngoài. Những lợi thế này làm cho nó áp dụng cho nhiều loại laser hơn.