Za laserski čip s jednom izlaznom optičkom snagom većom od 500 mW, to je već laserski čip velike snage. Učinkovitost pretvorbe ovisi o materijalu. Na primjer, trenutna velika snaga crvenog svjetla može doseći 50%, a preostala električna energija se pretvara u toplinsku energiju.
Za LD-ove male snage, kao što je mW razina koja se koristi u optičkim komunikacijama, katastrofa površine šupljine općenito se rijetko razmatra. Laserski čipovi velike snage skloni su katastrofi površine šupljine. Katastrofalna optička oštećenja, COD. Optičko katastrofalno oštećenje, također poznato kao katastrofalno oštećenje optičkog zrcala (COMD), način je kvara lasera velike snage.
Obično mislimo da je COD uzrokovan preopterećenjem poluvodičkog PN spoja zbog prekoračenja gustoće snage i apsorbiranja previše svjetlosne energije generirane pojačanjem, što na kraju dovodi do taljenja i rekristalizacije površine šupljine, a zahvaćeno područje će proizvesti veliki broj grešaka rešetke, što će uništiti performanse uređaja. Kada je zahvaćeno područje dovoljno veliko, zacrnjenje površine kaviteta, pukotine, brazde i druge pojave opažene pod optičkim mikroskopom nazivamo "vanjski COD mehanizam".
Poboljšanje sposobnosti crvenog svjetlosnog čipa da se odupre COD-u (katastrofalno oštećenje optičkog zrcala) može se postići različitim metodama, uglavnom uključujući odabir materijala, tehnologiju prozora bez apsorpcije i optimizaciju dizajna čipa.
Izbor materijala:
Korištenje visokokvalitetnih materijala temelj je za poboljšanje otpornosti na COD. Na primjer, AlGaInP materijal pokazuje dobre performanse u crvenom spektru i može se koristiti za pripremu visokoučinkovitih crvenih LED dioda.
U mikro LED čipovima, upotreba materijala indij galij nitrida (InGaN), u kombinaciji s tehnologijom udubljenja u obliku slova V, može učinkovito ublažiti odvajanje komponenti s visokim In, čime se poboljšava ukupna izvedba čipa.
Tehnologija neupijajućih prozora:
Tehnologija neupijajućih prozora učinkovita je metoda koja može značajno smanjiti apsorpciju svjetlosti laserskih čipova, čime se suzbija stvaranje KPK. Na primjer, korištenjem tehnologije difuzije Zn za formiranje prozora koji ne apsorbira, može se pripremiti poluvodički laser velike snage od 660 nm, čija je apsorpcija svjetla na kraju smanjena, što pomaže u suzbijanju COD-a.
Optimizacija dizajna čipa:
Tijekom faze dizajna čipa, otpornost na COD može se poboljšati optimizacijom strukture i parametara. Na primjer, kontroliranjem lokalizacije nositelja, utjecaj površinske neradijacijske rekombinacije na unutarnju kvantnu učinkovitost može se znatno smanjiti, čime se poboljšava ukupna izvedba čipa.
U fazi epitaksije materijala, optimizacija se također može izvesti kako bi se osigurala jednolikost i stabilnost materijala, čime se poboljšava otpornost čipa na COD.
Ostala tehnička sredstva:
Poboljšanje učinkovitosti pretvorbe laserskih čipova također je važan smjer. Za jedan laserski čip s izlaznom optičkom snagom većom od 500 mW, učinkovitost pretvorbe može doseći 50%, a preostala električna energija pretvara se u toplinsku energiju, što pomaže smanjiti temperaturu čipa i time poboljšati njegovu otpornost na COD.
Ukratko, sveobuhvatnom upotrebom visokokvalitetnih materijala, neapsorpcijske tehnologije prozora, optimizacije dizajna čipa i drugih povezanih tehničkih sredstava, otpornost čipova na crveno svjetlo na COD može se učinkovito poboljšati, čime se poboljšava njihova ukupna izvedba i pouzdanost.
Kad se COD dogodi, čip će biti nepovratno oštećen, općenito s padom optičke snage za više od 50%, ili čak bez svjetla. Kako poboljšati sposobnost čipa da izdrži COD? Možemo se potruditi u fazi epitaksije materijala, fazi dizajna čipa, fazi procesa čipa i površinskoj obradi čeone površine čipa.
Nekoliko opcija za poboljšanje otpornosti strugotine na COD:
1 Tehnologija deformacijskih kvantnih jažica
Kao najčešće korišteno aktivno područje poluvodičkih lasera, kvantne jame pokazuju kvantiziranu gustoću podpojasa i stupnjevitog stanja unutar, što će uvelike poboljšati gustoću struje praga i temperaturnu stabilnost lasera; promjenom širine potencijalne jame i visine barijere, može promijeniti kvantizirani energetski interval i ostvariti podesive karakteristike lasera. U usporedbi s tradicionalnim dvostrukim heterospojnim poluvodičkim laserom, može učinkovito smanjiti struju praga lasera i poboljšati kvantnu učinkovitost i diferencijalno pojačanje. Uvođenje deformacije u kvantnu jamu značajno će promijeniti vlastitu strukturu energetskog pojasa. Podešavanjem položaja traka teških i lakih rupa u valentnom pojasu, povećat će se parametri dizajna i stupanj slobode epitaksijalne strukture čipa. Općenito govoreći, uvođenjem tlačnog naprezanja u epitaksijalnu strukturu kvantne jame sastavljenu od III-V ternarnih i kvaternarnih materijala pojačat će se promjena funkcije energetskog pojasa, čime se smanjuje struja praga lasera; dok uvodi vlačnu deformaciju, izravnat će funkciju energetske trake. U određenoj mjeri poboljšava se dobitak materijala pri radu s velikom snagom. Pojava napregnutih kvantnih jama omogućuje dobivanje potrebne strukture energetskog pojasa i povećanje dobitka podešavanjem naprezanja, čineći veliki skok u izvedbi poluvodičkih lasera.
2 Tehnologija kvantnih jažica bez aluminija
Laseri bez aluminija imaju očite prednosti u odnosu na lasere koji sadrže aluminij:
1) Materijali bez aluminija imaju veću COMD gustoću snage od materijala koji sadrže aluminij. Aluminij u aktivnom području lako se oksidira i proizvodi defekte tamnih linija, što smanjuje gustoću snage kada se pojavi COMD i olakšava proizvodnju COMD, čime se ograničava snaga i vijek trajanja lasera.
2) U isto vrijeme, u usporedbi s kvantnim jažicama koje sadrže aluminij, kvantne jažice bez aluminija imaju niži otpor i veću toplinsku vodljivost, tako da je stopa površinske rekombinacije niska, porast površinske temperature nizak, stopa degradacije površine šupljine spora. , penjanje defekata tamne linije je spriječeno, a unutarnja stopa razgradnje materijala je spora.
3. Struktura i metoda pakiranja čipa: Iz perspektive dizajna strukture pakiranja uređaja, odaberite materijale s boljim koeficijentom toplinske ekspanzije i toplinske vodljivosti, dizajnirajte koeficijent toplinske ekspanzije i toplinsku vodljivost materijala hladnjaka po regijama, uvedite naprezanje pakiranja različitih veličina i vrste, povećavaju širinu zabranjenog pojasa i time poboljšavaju otpornost čipa na COD.
Naša adresa
B-1507 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District 310030 Hangzhou Zhejiang Kina
Broj telefona
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
