Formulaire d'emballage laser semi-conducteur et structure d'emballage

Puce laser semi-conductrice

Une puce à diode laser est un laser à base de semi-conducteur qui se compose d'une structure P-N et est alimentée par le courant. L'ensemble de diodes laser est un appareil complet qui est assemblé et emballé ensemble dans un boîtier de package scellé pour former une puce laser semi-conductrice qui émet une lumière cohérente, une puce de photodiode de surveillance pour le contrôle de rétroaction de la puissance de sortie, une puce du capteur de température pour la surveillance de la température ou un objectif optique pour la collimation laser.

Les matériaux semi-conducteurs utilisés pour fabriquer aujourd'hui des diodes de jonction P-N émettants sont: l'arséniure de gallium, le phosphure d'indium, l'antimonide de gallium et le nitrure de gallium.

Afin de protéger le matériau de diode laser ou tout dispositif laser de toute contrainte mécanique et thermique, presque tous les laser à diode ou tout autre dispositif laser nécessitent un emballage laser, car les matériaux laser tels que l'arséniure de gallium sont très fragiles. Vous pouvez imaginer la diode laser comme une pizza, puis la base de package agit comme une boîte à pizza, et la pizza (c'est-à-dire la diode laser) est placée à l'intérieur. De plus, la méthode d'emballage scellée empêche la poussière ou d'autres contaminants d'entrer dans le laser; La fumée, la poussière ou l'huile peuvent causer des dommages immédiats ou permanents au laser. Plus important encore, avec l'avancement de la technologie, l'émergence de lasers à diode haute puissance nécessite une conception sophistiquée d'emballage pour aider à dissiper la chaleur générée pendant le fonctionnement à travers la base et le dissipateur thermique installé. Les puces laser semi-conductrices sont emballées sous une variété de formes, et différentes méthodes d'emballage conviennent à différents scénarios d'application pour répondre aux exigences de performances spécifiques, aux besoins de dissipation de chaleur et aux considérations de coûts.

Package (contour transistor)

Il s'agit d'une forme d'emballage très traditionnelle, largement utilisée dans divers composants électroniques, y compris des lasers semi-conducteurs. L'ensemble TO a généralement une coque métallique qui peut fournir une bonne conductivité thermique et convient aux scénarios qui nécessitent une bonne dissipation de chaleur. Les modèles communs incluent TO-39, TO-56, etc. Le laser de la figure 2 ci-dessous est directement emballé à l'intérieur de la coque à tube, et la puissance de lumière de sortie est surveillée par le photodétecteur PD derrière le laser. La chaleur du laser est directement guidée hors de la coquille de tube à travers le dissipateur de chaleur pour la dissipation de la chaleur, et aucun contrôle de température n'est requis.

Paquet de papillons

Le package papillon est un ensemble standard pour la transmission de communication optique et les diodes de pompe laser. Il s'agit d'un ensemble typique de papillons à 14 broches, dans lequel la puce laser est située sur une base de nitrure d'aluminium (ALN). La base ALN est montée sur un refroidisseur thermoélectrique (TEC), qui est connecté à un substrat en tungstène de cuivre (CUW), au kovar ou au molybdène cuivre (CUMO).

La structure du package papillon a un grand espace interne, ce qui facilite le montage du refroidisseur thermoélectrique semi-conducteur, réalisant ainsi la fonction de contrôle de la température correspondante. Les puces laser, les lentilles et autres composants associés sont faciles à disposer à l'intérieur du corps, ce qui rend la structure laser plus compacte et raisonnable. Les jambes du tube sont distribuées des deux côtés, ce qui facilite la connexion et le contrôle avec des circuits externes. Ces avantages le rendent applicable à davantage de types de lasers.