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钨铜材料在激光器封装中的应用以及各种封装类型(下)

01. C-mount封装典型波长为680nm至980nm,额定输出功率高达7W。

图1:C-mount激光二极管

激光二极管P侧焊接在铜钨底座上,作为阳极,二极管N侧引线键合到金属触点,作为阴极。中间的孔用于安装。

02. TO3封装

引脚数为6个或8个。基材是CRS或CuW。

图:2:RMT  Ltd.的TO3封装

03. VCSEL子模块封装

垂直腔面发射二极管激光器由于其低成本和高可靠性而在过去的三十年中越来越受欢迎。它们是短距离数据通信和网络的绝佳选择。它们的输出功率和波长因应用要求而异。

图3:左图是Princeton Optronics的高功率VCSEL子模块封装图像。底座尺寸为2x2mm,VCSEL输出功率>2W。右图是VCSEL的架构,底座作为P侧,通常由具有高导热性且CTE与GaAs裸片基板的CTE非常匹配的散热器材料制成,例如CuW、CuMo。           

04. BTF(蝶形)封装

蝶形封装是通信应用的激光二极管泵浦的标准形式。下面是一个典型的14针蝶形封装,其中激光芯片位于AlN底座上。AlN底座安装在TEC上,TEC连接到由CuW、Kovar或CuMo制成的基板上。

图4:Hitachi-Hi Tech的蝶形封装示例

05. Mini-DIL封装

双列直插(DIL)封装有望用于电信应用,通常有6–8个引脚。底座可以是CuW、CRS或氧化铝等材料。

图5:Hitachi-Hi tech的Mini-DIL封装‍‍‍‍

06. TOSA封装

TOSA/ROSA封装或发射器/接收器光学组件主要与收发器和转发器一起用于数据传输目的。下面显示的是Hitachi-Hi tech的一个示例。为适应散热,底座通常由铜钨制成。

图6:Hitachi-Hi tech的TOSA封装示例

07. HHL封装

HHL或高热负荷封装是可用的最大标准激光二极管封装。它们专为高功率二极管激光器应用而设计,通常有9个引脚。底座可以是kovar、CuW或CuMo等。

图7:Streamtek的HHL封装架构

08. Golden/Silver Bullet激光阵列子模块(ASM封装)应用:通常用于固态激光泵浦典型波长:803-808nm、880nm、885nm、940nm(Golden bullet封装)800-1550nm(Silver bullet封装)输出功率:20-40W(CW)、50-300W(脉冲)

图8:上部是Golden bullet封装,下部是Silver bullet封装。有1-bar、2-bar和3-bar设计。

底座通常由陶瓷冷却器制成,而两侧的端块则由CuW制成,用于导热和导电。

09. CCP封装(CS-mount)

应用:二极管激光巴条的传导冷却封装(CCP),用于激光系统或直接二极管激光器应用。典型波长:806nm、880nm、885nm、940nm输出功率:20-40W(CW)、100-1600W(pulsed)典型材料层示意图:图9:CS-mount示意图

10. CCP堆栈(G-mount)

应用:高输出功率适用于军事用途、测距、传感和医疗等应用。典型波长:808nm、880nm、885nm、940nm输出功率:20W(CW)、100-5200W(脉冲)下面是相干公司垂直二极管激光器阵列的架构。每个二极管巴条的P侧通过AuSn焊料焊接到CuW底座。N测用铟焊料连接。

图10:相干公司7巴条垂直阵列的架构。最大峰值功率1400W(200W/条)

由于与激光二极管材料(GaAs)的完美热膨胀匹配,底座由CuW复合材料制成。BeO(氧化铍)层允许将热量快速传递到铜散热器上,同时有助于保持二极管和散热器之间的电气绝缘。

11. 微通道冷却封装(MCCP)

应用:通过这些封装实现的高输出功率可用于激光泵浦、军事(测距、光检测)或医疗应用。典型波长:806-808nm、880nm、980nm输出功率:100-900W由于CuW基板具有出色的导热性和导电性,并且CTE与芯片材料GaAs紧密匹配。MCC封装允许使用金/锡焊料将多个高功率激光二极管堆叠成阵列,然后使用水冷通道冷却子组件,如下所示。

图:11:示意图显示了Pinneo,G.的微通道冷却二极管激光器阵列

图12:NG/CEO的6巴条MCC封装示例。适合CW或QCW巴条,最大额定功率为1800W。

原文来源:www.torreyhillstech.com