Egy 500 mW-nál nagyobb egyetlen kimeneti optikai teljesítményű lézerchip esetében ez már nagy teljesítményű lézerchip. Az átalakítás hatékonysága az anyagtól függően változik. Például a vörös fény jelenlegi nagy teljesítménye elérheti az 50%-ot, és a fennmaradó elektromos energia hőenergiává alakul.
Az alacsony fogyasztású LD-k esetében, mint például az optikai kommunikációban használt mW-szint, általában ritkán veszik figyelembe az üreges felületi katasztrófát. A nagy teljesítményű lézerchipek hajlamosak az üreges felületi katasztrófára. Katasztrofális optikai károsodás, COD. Az optikai katasztrofális károsodás, más néven katasztrofális optikai tükörkárosodás (COMD), a nagy teljesítményű lézerek meghibásodási módja.
Általában azt gondoljuk, hogy a KOI-t az okozza, hogy a félvezető PN átmenet túlterhelt a teljesítménysűrűség túllépése miatt, és túl sok fényenergiát nyel el az erősítéssel, ami végül az üreg felületének megolvadásához és átkristályosodásához vezet, és az érintett terület nagyszámú rácshiba, ami tönkreteszi az eszköz teljesítményét. Ha az érintett terület elég nagy, akkor az üreg felületének elfeketedését, repedéseket, barázdákat és az optikai mikroszkóp alatt megfigyelt egyéb jelenségeket "külső KOI-mechanizmusnak" nevezzük.
A vörös fényű chip KOI (katasztrofális optikai tükörkárosodás) ellenálló képességének javítása számos módszerrel érhető el, beleértve az anyagválasztást, a nem abszorpciós ablaktechnológiát és a chip tervezésének optimalizálását.
Anyagválasztás:
A jó minőségű anyagok használata az alapja a KOI ellenállás javításának. Például az AlGaInP anyag jó teljesítményt mutat a vörös spektrumban, és nagy hatékonyságú vörös LED-ek készítésére használható.
A Micro LED chipekben az indium-gallium-nitrid (InGaN) anyag használata V-alakú gödör technológiával kombinálva hatékonyan enyhítheti a magas In-komponensek szegregációját, így javítva a chip általános teljesítményét.
Nem nedvszívó ablak technológia:
A nem elnyelő ablaktechnológia egy hatékony módszer, amellyel jelentősen csökkenthető a lézerchipek fényelnyelése, ezáltal elnyomva a KOI képződését. Például a Zn diffúziós technológiájával egy nem elnyelő ablak kialakítására nagy teljesítményű, 660 nm-es félvezető lézer készíthető, amelynek végfelületi fényelnyelése csökken, segítve a KOI elnyomását.
Chip tervezés optimalizálása:
A chip tervezési szakaszában a KOI ellenállás a szerkezet és a paraméterek optimalizálásával javítható. Például a hordozók lokalizációjának szabályozásával a felületi nem sugárzó rekombináció hatása a belső kvantumhatékonyságra nagymértékben csökkenthető, ezáltal javítva a chip általános teljesítményét.
Az anyag epitaxiás szakaszában az optimalizálás is elvégezhető az anyag egyenletességének és stabilitásának biztosítása érdekében, ezáltal javítva a chip KOI ellenállását.
Egyéb technikai eszközök:
A lézerchipek konverziós hatékonyságának javítása is fontos irány. Egyetlen 500mW-nál nagyobb kimenő optikai teljesítményű lézerchip esetében az átalakítási hatásfok elérheti az 50%-ot, a maradék elektromos energiát pedig hőenergiává alakítják, ami segít csökkenteni a chip hőmérsékletét és ezáltal javítani a KOI ellenállását.
Összefoglalva, a kiváló minőségű anyagok, a nem abszorpciós ablaktechnológia, a forgácstervezés optimalizálása és más kapcsolódó technikai eszközök átfogó alkalmazásával a piros fényű chipek KOI-ellenállása hatékonyan javítható, ezáltal javítható általános teljesítményük és megbízhatóságuk.
Amint a KOI bekövetkezik, a chip visszafordíthatatlanul megsérül, általában több mint 50%-kal csökken az optikai teljesítmény, vagy akár nincs fény. Hogyan javítható a chip KOI-tűrő képessége? Erőfeszítéseket tehetünk az anyag epitaxiás szakaszában, a forgácstervezési szakaszban, a forgácsfeldolgozási szakaszban és a forgács végfelületének üreges felületkezelésében.
Számos lehetőség a chipekkel szembeni ellenállás javítására:
1 Törlési kvantumkút technológia
A félvezető lézerek legszélesebb körben használt aktív tartományaként a kvantumkutak belül kvantált alsáv- és lépésállapot-sűrűséget mutatnak, ami nagymértékben javítja a lézer áramsűrűségének küszöbértékét és hőmérsékleti stabilitását; a potenciális kút szélességének és a gát magasságának változtatásával megváltoztathatja a kvantált energiaintervallumot és megvalósíthatja a lézer hangolható jellemzőit. A hagyományos kettős heterojunkciós félvezető lézerrel összehasonlítva hatékonyan csökkentheti a lézer küszöbáramát, és javíthatja a kvantumhatékonyságot és a differenciális nyereséget. A feszültség bevezetése a kvantumkútba jelentősen megváltoztatja a saját energiasáv szerkezetét. A nehéz és könnyű furatsávok pozíciójának beállításával a vegyértéksávban a chip epitaxiális szerkezetének tervezési paraméterei és szabadságfoka növekedni fog. Általánosságban elmondható, hogy a III-V hármas és kvaterner anyagokból álló kvantumkút epitaxiális struktúrájába nyomófeszültség bevezetése fokozza az energiasáv-függvény változását, ezáltal csökkenti a lézer küszöbáramát; a húzófeszültség bevezetése közben az energiasáv funkciót ellaposítja. Bizonyos mértékig javul az anyag nyeresége nagy teljesítményű munkavégzés esetén. A feszített kvantumkutak megjelenése lehetővé teszi a szükséges energiasáv-struktúra elérését és az erősítést a feszültség beállításával, ami nagy ugrást tesz a félvezető lézerek teljesítményében.
2 Alumíniummentes kvantumkút technológia
Az alumíniummentes lézereknek nyilvánvaló előnyei vannak az alumíniumtartalmú lézerekkel szemben:
1) Az alumíniummentes anyagok nagyobb COMD teljesítménysűrűséggel rendelkeznek, mint az alumíniumtartalmú anyagok. Az aktív területen lévő alumínium könnyen oxidálódik, és sötét vonalhibákat hoz létre, ami csökkenti a teljesítménysűrűséget a COMD előfordulásakor, és megkönnyíti a COMD előállítását, így korlátozza a lézer teljesítményét és élettartamát.
2) Ugyanakkor az alumíniumtartalmú kvantumkutakhoz képest az alumíniummentes kvantumkutak ellenállása kisebb és nagyobb a hővezető képessége, így a felületi rekombináció sebessége alacsony, a felületi hőmérséklet emelkedése alacsony, az üreg felületi lebomlási sebessége lassú. , a sötét vonalhibák felemelkedése gátolt, és az anyag belső lebomlási sebessége lassú.
3. A forgácscsomagolás szerkezete és módszere: Az eszköz csomagolási szerkezetének tervezése szempontjából válasszon ki jobb hőtágulási együtthatóval és hővezető képességgel rendelkező anyagokat, tervezze meg a hűtőborda anyagok hőtágulási együtthatóját és hővezető képességét régiónként, vezessen be különböző méretű csomagolási feszültséget, ill. típusok esetén növeli a sávszélességet, és ezzel javítja a chip KOI ellenállását.
A címünk
B-1507 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District 310030 Hangzhou Zhejiang Kína
Telefonszám
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
