Formulario de empaque láser semiconductor y estructura de empaque

Chip láser de semiconductores

Un chip de diodo láser es un láser basado en semiconductores que consiste en una estructura P-N y funciona con la corriente. El paquete de diodos láser es un dispositivo completo que se ensambla y empaqueta en una carcasa de paquete sellada para formar un chip láser semiconductor que emite luz coherente, un chip de fotodiodos de monitoreo para el control de retroalimentación de la potencia de salida, un chip del sensor de temperatura para el monitoreo de temperatura o una lente óptica para la colimación láser.

Los materiales semiconductores utilizados para hacer diodos de unión P-N emisores de luz hoy son: arsenuro de galio, fosfuro de indio, antimónido de galio y nitruro de galio.

Para proteger el material de diodo láser o cualquier dispositivo láser de cualquier tensión mecánica y térmica, casi todos los láser de diodo o cualquier otro dispositivo láser requieren envases láser, porque los materiales láser como la arsenuro de galio son muy frágiles. Puede imaginar el diodo láser como una pizza, luego la base del paquete actúa como una caja de pizza, y la pizza (es decir, diodo láser) se coloca dentro. Además, el método de envasado sellado evita que el polvo u otros contaminantes ingresen al láser; El humo, el polvo o el aceite pueden causar daños inmediatos o permanentes al láser. Lo más importante, con el avance de la tecnología, la aparición de láseres de diodos de alta potencia requiere un diseño de empaque sofisticado para ayudar a disipar el calor generado durante la operación a través de la base y el disipador de calor instalado. Los chips láser de semiconductores están empaquetados en una variedad de formularios, y los diferentes métodos de empaque son adecuados para diferentes escenarios de aplicación para satisfacer requisitos de rendimiento específicos, necesidades de disipación de calor y consideraciones de costos.

TO (BUILLO DEL TRANSISTOR) PAQUETO

Esta es una forma de empaque muy tradicional, ampliamente utilizada en varios componentes electrónicos, incluidos los láseres de semiconductores. El paquete generalmente tiene una carcasa de metal que puede proporcionar una buena conductividad térmica y es adecuada para escenarios que requieren una buena disipación de calor. Los modelos comunes incluyen TO-39, TO-56, etc. El láser en la Figura 2 a continuación está directamente empaquetado dentro de la cubierta de tubo, y la potencia de luz de salida es monitoreada por el fotodetector PD detrás del láser. El calor del láser se guía directamente fuera de la cubierta del tubo a través del disipador de calor para disipación de calor, y no se requiere control de temperatura.

Paquete de mariposas

El paquete de mariposas es un paquete estándar para la transmisión de comunicación óptica y los diodos de la bomba láser. Es un paquete de mariposa típico de 14 pines, en el que el chip láser se encuentra en una base de nitruro de aluminio (ALN). La base ALN está montada en un enfriador termoeléctrico (TEC), que está conectado a un sustrato hecho de tungsteno de cobre (CUW), kovar o molibdeno de cobre (Cumo).

La estructura del paquete de mariposa tiene un gran espacio interno, lo que facilita el montaje del enfriador termoeléctrico semiconductor, dando así la función de control de temperatura correspondiente. Los chips láser, las lentes y otros componentes relacionados son fáciles de diseñar dentro del cuerpo, lo que hace que la estructura del láser sea más compacta y razonable. Las patas del tubo se distribuyen en ambos lados, lo que facilita la conexión y el control con circuitos externos. Estas ventajas lo hacen aplicable a más tipos de láseres.