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《河北工业大学》 2003年
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高占空比(20%)大功率激光器阵列设计制作及其热特性分析

谢红云  
【摘要】: 半导体激光器具有体积小,重量轻,效率高,寿命长等诸多优点,在国民经济的方方面面起着越来越重要的作用。大功率激光器阵列的重要应用是泵浦固体激光器。要满足当前的泵浦要求,高占空比大功率激光器阵列是必需的泵浦源。为适应国防、工业等的现代化建设,国内半导体激光器泵浦固体激光器(DPLSS)技术迅速发展起来。加大力度发展大功率激光器,对于经济建设的飞速发展,国防建设的现代化,以及人民生活水平的提高都有着重要的意义。 在本文中,首先从基本的物理概念出发,对大功率激光器中热损耗机理进行分析,得到了大功率激光器阵列中的热源和大功率激光器的温度特性。接着分析激光器阵列中热的传导,简单的模拟工作工程中瞬态温度的变化。然后通过有限元分析法,建立二维温态分布,得到稳态工作时,大功率激光器阵列中芯片和载体的温度的空间分布。最后,通过实验测定激光器阵列有源区的温升,得到与理论计算基本一致的实验数据,并且对温度的数值计算做了进一步的讨论。 在激光器阵列的设计过程中,针对大功率激光器严重的产热问题,尤其是高占空比工作时,会有更多的功率转化为热的现象,我们改进芯片材料的配比、掺杂,提出适应高占空比工作的器件版图结构。为使工作过程中产生的热能及时迅速的传出,根据大功率激光器阵列热功率的分布,精心设计了高效的水冷器。通过对该项目进行研究,解决高占空比大功率半导体激光器阵列材料生长、管芯制作、器件制作等工艺难点,掌握高占空比大功率半导体激光器阵列的制作关键技术,将激光器工作的脉冲占空比提高到20%,以适应泵浦Nd:YAG固体激光器的要求。激光器样品的各项参数测试包括峰值功率、阈值电流密度、光电转换效率、波长和光谱半宽、光束发散角等达到预期指标。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN248

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李志刚;大功率固态激光器中的传热与热应力研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李冬梅;大功率半导体激光器阵列温度分布模型建立与实验验证[D];河北工业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁凯;基于随机模型的IGS台站高精度解算及其时间序列分析[D];山东科技大学;2010年
2 陈铮;基于激光扫描数据的交通信息采集平台设计与实现[D];山东科技大学;2010年
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4 李国一;自动杀青理条机传动机构的创新设计与动态仿真[D];浙江理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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2 谢红云,陈国鹰,安振峰,辛国锋,康志龙;大功率半导体激光器阵列稳态温度分布分析[J];半导体学报;2003年10期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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2 杜少军;高能激光器及其发射系统的热变形研究[D];国防科学技术大学;2001年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡震;板条侧面绝热技术研究及相变蓄冷温控技术研究[D];中国工程物理研究院;2001年
2 徐安怀;高功率半导体激光器微通道热沉研究[D];长春光学精密机械学院;2001年
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【二级引证文献】
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1 陶毓伽;大功率固体激光器冷却研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 董武威;脉冲激光二极管泵浦激光晶体时变温场特性研究[D];西安建筑科技大学;2010年
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【相似文献】
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1 晓舒;我国无铝量子阱大功率激光器列阵研究达国际先进水平[J];光机电信息;2002年01期
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10 盛柏桢;;大功率激光器阵列[J];红外与激光技术;1989年02期
中国重要报纸全文数据库 前8条
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2 陈汉圻 记者 陈铁;用标准创新打破国外垄断[N];中国质量报;2010年
3 原驰 勇伟;中俄突破大功率激光器关键技术[N];吉林日报;2011年
4 记者 张真真 通讯员 冯迅;大功率激光器中国突围[N];湖北日报;2012年
5 记者 董映璧;俄研制出用于热核反应的新型大功率激光器[N];科技日报;2005年
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7 张梦然;美研制出世界最大功率激光器[N];科技日报;2008年
8 通讯员 石明山 于万冰 记者 张兆军;我研制出大功率激光器[N];科技日报;2001年
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1 韩志强;大功率激光器发射性能测试系统的研究[D];长春理工大学;2008年
2 谢红云;高占空比(20%)大功率激光器阵列设计制作及其热特性分析[D];河北工业大学;2003年
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