高功率半导体激光器低温特性分析

doi:10.3788/gzxb20194809.0914002

OPT OpenIR > 瞬态光学研究室

	高功率半导体激光器低温特性分析
其他题名	Analysis of Cryogenic Characteristics of High Power Semiconductor Lasers
	王明培 1,2; 张普1 ; 聂志强1 ; 刘晖 3; 孙玉博 1,2; 吴的海 1,2; 赵宇亮 1,2
作者部门	瞬态光学研究室
	2019-09-01
发表期刊	光子学报
ISSN	10044213
卷号	48 期号:9
产权排序	1
摘要	研制了一套微通道封装结构半导体激光器的低温测试表征系统,实现了对高功率半导体激光器在-60℃～0℃低温范围内的输出功率、电光转换效率和光谱等关键参数稳定可靠的测试表征.采用计算流体力学及数值传热学方法,模拟了无水乙醇、三氯乙烯以及五氟丙烷三种载冷剂的散热性能.模拟结果表明,压降均为0.47bar时,采用无水乙醇作载冷剂的器件具有最低的热阻(热阻为0.73K/W)和最好的温度均匀性(中心和边缘发光单元温差为1.45℃).低温测试表征系统采用无水乙醇作为载冷剂,最大可实现0.5L/min的载冷液体流量,最多能容纳5个半导体激光器巴条同时工作.基于该低温测试表征系统,对微通道封装结构976nm半导体激光器巴条在6%占空比下的低温特性进行了研究.测试结果表明,载冷剂温度由0℃下降到-60℃,半导体激光器的输出功率由388.37 W提升到458.37 W,功率提升比为18.02%;电光转换效率由60.99%提升到67.25%,效率提升幅度为6.26%;中心波长由969.68nm蓝移到954.05nm.器件开启电压增加0.04V,阈值电流降低3.93A,串联电阻增加0.18mΩ,外微分量子效率提高11.84%.分析表明,阈值电流的减小及外微分量子效率的提高,是促使半导体激光器在低温下功率、效率提升的主要因素.研究表明,采用液体微通道冷却的低温工作方式,是实现半导体激光器高输出功率、高电光转换效率的一种有效手段.
关键词	半导体激光器光电测量低温冷却微通道输出功率电光转换效率
DOI	10.3788/gzxb20194809.0914002
收录类别	EI ; CSCD
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:6582837
EI入藏号	20194207539124
引用统计	被引频次：4[WOS] [WOS记录] [WOS相关记录] 被引频次：3[CSCD] [CSCD记录]
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/31901
专题	瞬态光学研究室
通讯作者	张普
作者单位	1.中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室; 2.中国科学院大学; 3.西安工程大学机电工程学院
第一作者单位	中国科学院西安光学精密机械研究所
通讯作者单位	中国科学院西安光学精密机械研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	王明培,张普,聂志强,等. 高功率半导体激光器低温特性分析[J]. 光子学报,2019,48(9).
APA	王明培.,张普.,聂志强.,刘晖.,孙玉博.,...&赵宇亮.(2019).高功率半导体激光器低温特性分析.光子学报,48(9).
MLA	王明培,et al."高功率半导体激光器低温特性分析".光子学报 48.9(2019).

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