För ett laserchip med en optisk engångseffekt på mer än 500mW är det redan ett högeffektlaserchip. Konverteringseffektiviteten varierar beroende på materialet. Till exempel kan den nuvarande höga effekten av rött ljus nå 50%, och den återstående elektriska energin omvandlas till värmeenergi.
För lågeffekts LD:er, såsom mW-nivån som används i optisk kommunikation, övervägs i allmänhet sällan kavitetskatastrof. Högeffektlaserchips är benägna att drabbas av kavitetsytakatastrof Katastrofal optisk skada, COD. Optisk katastrofskada, även känd som katastrofal optisk spegelskada (COMD), är ett felläge för högeffektlasrar.
Vanligtvis tror vi att COD orsakas av att halvledar-PN-övergången överbelastas på grund av att effekttätheten överskrids och absorberar för mycket ljusenergi som genereras av förstärkningen, vilket så småningom leder till smältning och omkristallisering av kavitetens yta, och det påverkade området kommer att producera ett stort antal gallerdefekter, vilket kommer att förstöra enhetens prestanda. När det drabbade området är tillräckligt stort, kommer vi att kalla hålrumsytan för svartning, sprickor, spår och andra fenomen som observerats under ett optiskt mikroskop som "extern COD-mekanism".
Förbättring av rödljuschippens förmåga att motstå COD (katastrofala optiska spegelskador) kan uppnås genom en mängd olika metoder, främst inklusive materialval, icke-absorberande fönsterteknologi och optimering av chipdesign.
Materialval:
Användningen av högkvalitativa material är grunden för att förbättra COD-beständigheten. Till exempel visar AlGaInP-material bra prestanda i det röda spektrumet och kan användas för att förbereda högeffektiva röda lysdioder.
I Micro LED-chips kan användningen av indiumgalliumnitrid (InGaN)-material, i kombination med V-formad gropteknologi, effektivt lindra segregeringen av komponenter med högt innehåll, vilket förbättrar chipets totala prestanda.
Icke-absorberande fönsterteknik:
Icke-absorberande fönsterteknologi är en effektiv metod som avsevärt kan minska ljusabsorptionen av laserchips och därigenom undertrycka genereringen av COD. Till exempel, genom att använda Zn-diffusionsteknologin för att bilda ett icke-absorberande fönster, kan en högeffekts 660nm halvledarlaser förberedas, vars ljusabsorption på ändytan reduceras, vilket hjälper till att undertrycka COD.
Chipdesignoptimering:
Under chipdesignstadiet kan COD-resistansen förbättras genom att optimera strukturen och parametrarna. Till exempel, genom att kontrollera lokaliseringen av bärare, kan påverkan av icke-strålningsrekombination på ytan på den inre kvanteffektiviteten reduceras avsevärt, och därigenom förbättra chipets totala prestanda.
I materialepitaxistadiet kan optimering också utföras för att säkerställa materialets enhetlighet och stabilitet, och därigenom förbättra chipets COD-resistans.
Andra tekniska medel:
Att förbättra konverteringseffektiviteten för laserchips är också en viktig riktning. För ett enda laserchip med en optisk uteffekt på mer än 500mW kan omvandlingseffektiviteten nå 50 %, och den återstående elektriska energin omvandlas till värmeenergi, vilket hjälper till att sänka chipets temperatur och därmed förbättra dess COD-resistans.
Sammanfattningsvis, genom att heltäckande använda högkvalitativa material, icke-absorberande fönsterteknologi, optimering av chipdesign och andra relaterade tekniska medel, kan COD-motståndet hos röda ljuschips effektivt förbättras, och därigenom förbättra deras övergripande prestanda och tillförlitlighet.
När COD inträffar kommer chipet att skadas oåterkalleligt, vanligtvis med en minskning av optisk effekt på mer än 50 %, eller till och med inget ljus. Hur förbättrar man chipets förmåga att motstå COD? Vi kan göra ansträngningar i materialepitaxistadiet, spåndesignstadiet, spånprocesssteget och ytbehandlingen av spånändens hålrum.
Flera alternativ för att förbättra spånmotståndet mot COD:
1 Spänn kvantbrunnsteknik
Som den mest använda aktiva regionen av halvledarlasrar uppvisar kvantbrunnar kvantiserade delbands- och stegtillståndstätheter inuti, vilket avsevärt kommer att förbättra tröskelströmtätheten och temperaturstabiliteten hos lasern; genom att ändra den potentiella brunnens bredd och barriärhöjden kan den ändra det kvantiserade energiintervallet och realisera laserns avstämbara egenskaper. Jämfört med den traditionella halvledarlasern med dubbel heterojunction kan den effektivt minska tröskelströmmen för lasern och förbättra kvanteffektiviteten och differentialförstärkningen. Införandet av töjning i kvantbrunnen kommer avsevärt att förändra dess egen energibandstruktur. Genom att justera positionerna för de tunga och lätta hålbanden i valensbandet, kommer designparametrarna och frihetsgraden för chipets epitaxiella struktur att ökas. Generellt sett kommer införande av trycktöjning i kvantbrunnens epitaxiella struktur bestående av III-V ternära och kvartära material att intensifiera förändringen av energibandsfunktionen, och därigenom minska tröskelströmmen för lasern; samtidigt som den introducerar dragpåkänning kommer det att platta till energibandfunktionen. Till viss del förbättras materialets vinst vid arbete med hög effekt. Uppkomsten av ansträngda kvantbrunnar gör det möjligt att erhålla den erforderliga energibandstrukturen och öka förstärkningen genom att justera spänningen, vilket gör ett stort steg i prestandan hos halvledarlasrar.
2 Aluminiumfri kvantbrunnsteknik
Aluminiumfria lasrar har uppenbara fördelar jämfört med aluminiuminnehållande lasrar:
1) Aluminiumfria material har högre COMD-effekttäthet än aluminiuminnehållande material. Aluminium i det aktiva området oxideras lätt och ger mörka linjedefekter, vilket minskar effekttätheten när COMD inträffar och gör det lättare att producera COMD, vilket begränsar laserns kraft och livslängd.
2) Samtidigt, jämfört med aluminiumhaltiga kvantbrunnar, har aluminiumfria kvantbrunnar lägre resistans och högre värmeledningsförmåga, så ytrekombinationshastigheten är låg, yttemperaturökningen är låg, kavitetens ytförsämringshastighet är långsam , hämmas klättringen av mörka linjedefekter, och materialets inre nedbrytningshastighet är långsam.
3. Chipförpackningsstruktur och metod: Ur perspektivet av enhetens förpackningsstrukturdesign, välj material med bättre värmeutvidgningskoefficient och värmeledningsförmåga, designa värmeutvidgningskoefficienten och värmeledningsförmågan för kylflänsmaterial efter region, införa förpackningsspänningar av olika storlekar och typer, öka bandgapets bredd och därmed förbättra chipets COD-motstånd.
Vår adress
B-1507 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District 310030 Hangzhou Zhejiang Kina
Telefonnummer
0086 181 5840 0345
E-post
info@brandnew-china.com
