Formulário de embalagem a laser semicondutor e estrutura de embalagem

Chip a laser semicondutor

Um chip de diodo a laser é um laser baseado em semicondutores que consiste em uma estrutura P-N e é alimentado pela corrente. O pacote de diodo a laser é um dispositivo completo que é montado e empacotado em um alojamento de embalagem selado para formar um chip a laser semicondutor que emite luz coerente, um chip de fotodiodo de monitoramento para controle de feedback da saída de energia, um chip de sensor de temperatura para monitoramento de temperatura ou uma lente óptica para laser.

Hoje, os materiais semicondutores usados ​​para fazer diodos de junção P-N emissores de luz são: arseneto de gálio, fosfeto de índio, antimonídeo de gálio e nitreto de gálio.

Para proteger o material do diodo a laser ou qualquer dispositivo a laser de qualquer estresse mecânico e térmico, quase todos os laser de diodo ou qualquer outro dispositivo a laser requerem embalagem a laser, porque materiais a laser como arsenida de gálio são muito frágeis. Você pode imaginar o diodo a laser como uma pizza, então a base de pacotes atua como uma caixa de pizza e a pizza (ou seja, diodo a laser) é colocada dentro. Além disso, o método de embalagem selado impede que a poeira ou outros contaminantes entre no laser; Fumaça, poeira ou óleo podem causar danos imediatos ou permanentes ao laser. Mais importante, com o avanço da tecnologia, o surgimento de lasers de diodo de alta potência requer um design sofisticado de embalagem para ajudar a dissipar o calor gerado durante a operação através da base e do dissipador de calor instalado. Os chips de laser semicondutores são embalados em uma variedade de formas, e diferentes métodos de embalagem são adequados para diferentes cenários de aplicação para atender aos requisitos de desempenho específicos, necessidades de dissipação de calor e considerações de custo.

Para o pacote (esboço do transistor)

Esta é uma forma de embalagem muito tradicional, amplamente usada em vários componentes eletrônicos, incluindo lasers semicondutores. O pacote para geralmente possui uma concha de metal que pode fornecer uma boa condutividade térmica e é adequada para cenários que requerem boa dissipação de calor. Os modelos comuns incluem TO-39, TO-56, etc. O laser na Figura 2 abaixo é embalado diretamente dentro da concha para tubo, e a potência da luz de saída é monitorada pelo PD de fotodetector atrás do laser. O calor do laser é diretamente guiado para fora da concha do tubo através do dissipador de calor para dissipação de calor e não é necessário controle de temperatura.

Pacote de borboleta

O pacote Butterfly é um pacote padrão para transmissão de comunicação óptica e diodos da bomba a laser. É um pacote típico de borboleta de 14 pinos, no qual o chip a laser está localizado em uma base de nitreto de alumínio (ALN). A base ALN é montada em um refrigerador termoelétrico (TEC), que é conectado a um substrato feito de tungstênio de cobre (CuW), kovar ou molibdênio de cobre (Cumo).

A estrutura do pacote Butterfly possui um grande espaço interno, o que facilita o aumento do refrigerador termoelétrico semicondutor, realizando assim a função de controle de temperatura correspondente. Os chips, lentes e outros componentes relacionados a laser são fáceis de fazer um layout dentro do corpo, tornando a estrutura do laser mais compacta e razoável. As pernas do tubo são distribuídas em ambos os lados, o que facilita a conexão e o controle com circuitos externos. Essas vantagens o tornam aplicável a mais tipos de lasers.