Laserkiibi puhul, mille ühe väljundi optiline võimsus on üle 500 mW, on see juba suure võimsusega laserkiip. Konversiooni efektiivsus varieerub sõltuvalt materjalist. Näiteks võib punase valguse praegune suur võimsus ulatuda 50% -ni ja ülejäänud elektrienergia muundatakse soojusenergiaks.
Väikese võimsusega LD-de puhul, nagu optilises sides kasutatav mW tase, mõeldakse õõnsuse pinnakatastroofi üldiselt harva. Suure võimsusega laserkiibid on altid õõnsuse pinnakatastroofile Katastroofilised optilised kahjustused, COD. Optilised katastroofilised kahjustused, tuntud ka kui katastroofilised optilise peegli kahjustused (COMD), on suure võimsusega laserite rikkerežiim.
Tavaliselt arvame, et COD on põhjustatud pooljuhtide PN-siirde ülekoormamisest võimsustiheduse ületamise tõttu ja võimenduse tekitatud liiga palju valgusenergiat neelamisest, mis viib lõpuks õõnsuse pinna sulamiseni ja ümberkristalliseerumiseni ning kahjustatud piirkond tekitab suur hulk võre defekte, mis hävitavad seadme jõudluse. Kui kahjustatud piirkond on piisavalt suur, nimetame õõnsuse pinna mustaks muutumist, pragusid, sooni ja muid optilise mikroskoobi all täheldatud nähtusi "välisteks COD-mehhanismideks".
Punase tule kiibi COD-le (katastroofilised optilise peegli kahjustused) vastupanuvõimet saab parandada erinevate meetodite abil, sealhulgas peamiselt materjali valiku, neeldumisakna tehnoloogia ja kiibi disaini optimeerimise abil.
Materjali valik:
KHT-kindluse parandamise aluseks on kvaliteetsete materjalide kasutamine. Näiteks AlGaInP materjal näitab head jõudlust punases spektris ja seda saab kasutada kõrge efektiivsusega punaste LED-ide valmistamiseks.
Mikro-LED-kiipides võib indiumgalliumnitriidi (InGaN) materjali kasutamine koos V-kujulise süvenditehnoloogiaga tõhusalt leevendada suure võimsusega komponentide segregatsiooni, parandades seeläbi kiibi üldist jõudlust.
Mitteimav aknatehnoloogia:
Mitteabsorptiivne aknatehnoloogia on tõhus meetod, mis võib oluliselt vähendada laserkiipide valguse neeldumist, vähendades seeläbi KHT teket. Näiteks kasutades Zn difusiooni tehnoloogiat mitteneelava akna moodustamiseks, saab valmistada suure võimsusega 660 nm pooljuhtlaseri, mille otspinna valguse neeldumine väheneb, aidates KHT-i alla suruda.
Kiibi disaini optimeerimine:
Kiibi projekteerimisetapis saab COD-takistust parandada struktuuri ja parameetrite optimeerimisega. Näiteks kandjate lokaliseerimise kontrollimisega saab pinna mittekiirgusliku rekombinatsiooni mõju sisemisele kvantefektiivsusele oluliselt vähendada, parandades seeläbi kiibi üldist jõudlust.
Materjali epitaksia etapis saab optimeerida ka materjali ühtluse ja stabiilsuse tagamiseks, parandades seeläbi kiibi KHT-kindlust.
Muud tehnilised vahendid:
Oluline suund on ka laserkiipide muundamise efektiivsuse parandamine. Ühe laserkiibi puhul, mille optiline väljundvõimsus on üle 500 mW, võib muundamise efektiivsus ulatuda 50% -ni ja ülejäänud elektrienergia muundatakse soojusenergiaks, mis aitab vähendada kiibi temperatuuri ja seeläbi parandada selle KHT-takistust.
Kokkuvõtteks võib öelda, et kvaliteetsete materjalide, mitteabsorptsiooniaknatehnoloogia, kiibi disaini optimeerimise ja muude seotud tehniliste vahendite igakülgse kasutamisega saab punase valgusega kiipide COD-kindlust tõhusalt parandada, parandades seeläbi nende üldist jõudlust ja töökindlust.
Kui COD tekib, kahjustub kiip pöördumatult, tavaliselt optilise võimsuse langusega üle 50% või isegi valguse puudumisega. Kuidas parandada kiibi võimet COD-le vastu pidada? Saame teha jõupingutusi materjali epitakseerimise etapis, kiibi kujundamise etapis, kiibi töötlemise etapis ja kiibi otsapinna õõnsuse pinnatöötluses.
Mitmed võimalused kiibi KHT-kindluse parandamiseks:
1 Pingutuskvantkaevu tehnoloogia
Pooljuhtlaserite kõige laialdasemalt kasutatava aktiivse piirkonnana on kvantkaevude sees kvantiseeritud alamriba ja astmelise oleku tihedus, mis parandab oluliselt laseri voolutiheduse lävi ja temperatuuri stabiilsust; muutes potentsiaalse kaevu laiust ja barjääri kõrgust, võib see muuta kvantiseeritud energia intervalli ja realiseerida laseri häälestatavaid omadusi. Võrreldes traditsioonilise topelt-heteroühendusega pooljuhtlaseriga võib see tõhusalt vähendada laseri lävivoolu ning parandada kvantefektiivsust ja diferentsiaalvõimendust. Tüve sisestamine kvantkaevu muudab oluliselt selle enda energiariba struktuuri. Reguleerides valentsriba raskete ja kergete auguribade asukohti, suurendatakse kiibi epitaksiaalse struktuuri konstruktsiooniparameetreid ja vabadusastet. Üldiselt intensiivistab III-V kolme- ja kvaternaarsetest materjalidest koosnevasse kvantkaevu epitaksiaalstruktuuri survepinge sisseviimine energiariba funktsiooni muutumist, vähendades seeläbi laseri lävivoolu; tõmbepinge sisseviimisel tasandab see energiariba funktsiooni. Teatud määral paraneb materjali võimendus suure võimsusega töötamisel. Pingutatud kvantkaevude tekkimine võimaldab saavutada vajaliku energiariba struktuuri ja suurendada võimendust pinget reguleerides, tehes pooljuhtlaserite jõudluses suure hüppe.
2 Alumiiniumivaba kvantkaevude tehnoloogia
Alumiiniumivabadel laseritel on alumiiniumi sisaldavate laserite ees ilmsed eelised:
1) Alumiiniumivabadel materjalidel on suurem COMD võimsustihedus kui alumiiniumi sisaldavatel materjalidel. Aktiivses piirkonnas olev alumiinium oksüdeerub kergesti ja tekitab tumedaid joondefekte, mis vähendab COMD esinemisel võimsustihedust ja hõlbustab COMD tootmist, piirates nii laseri võimsust ja eluiga.
2) Samal ajal, võrreldes alumiiniumi sisaldavate kvantkaevudega, on alumiiniumivabadel kvantkaevudel madalam takistus ja suurem soojusjuhtivus, seega on pinna rekombinatsiooni kiirus madal, pinnatemperatuuri tõus on madal, õõnsuse pinna lagunemise kiirus on aeglane. , tumedate joonte defektide tõus on pärsitud ja materjali sisemine lagunemiskiirus on aeglane.
3. Kiibi pakendi struktuur ja meetod: seadme pakendi struktuuri kavandamise seisukohast valige parema soojuspaisumisteguri ja soojusjuhtivusega materjalid, kujundage jahutusradiaatori materjalide soojuspaisumiskoefitsient ja soojusjuhtivus piirkonniti, tutvustage erineva suurusega pakendipingeid ja tüübid, suurendavad ribalaiust ja parandavad seeläbi kiibi COD-takistust.
Meie aadress
B-1507 Ruiding Mansion, nr 200 Zhenhua Rd, Xihu piirkond 310030 Hangzhou Zhejiang Hiina
Telefoninumber
0086 181 5840 0345
E-post
info@brandnew-china.com
