905nm半导体激光器高频封装技术研究

发布时间：2023-05-27 04:39

　　当激光器工作速率的逐渐提高时,封装所带来的寄生参数对于激光器输出特性影响难以忽略不计。本文以905nm脉冲半导体激光器为研究对象,通过建立包含封装网络与本征网络的等效电路模型,利用ADS软件进行仿真分析封装参数对于激光器高频特性的影响。首先,本文从发展历程、特点与分类三方面对半导体激光器进行概述,再对半导体激光器等效电路模型的研究历程加以介绍,本文借鉴了其中的模型建立方法。围绕论文主题介绍了905nm脉冲半导体激光器在国内、外的研究现状,总结了部分具有代表性的激光参数性能。其次从能级结构和能级跃迁理论阐述了半导体激光器发光原理,紧接着介绍了半导体激光器几种常见的封装方式及其各自结构特点,以TO封装方式为例对其重要的工艺流程进行详细叙述,具体内容包括热沉与焊料的选择、封装材料的清洗、烧结工艺与键合工艺。然后从单模速率方程出发,对其方程进行稳态分析与交流信号分析推导出本征等效电路,再根据封装结构分析出封装寄生电路,将本征等效电路与封装寄生电路结合就建立了半导体激光器的等效电路模型。以此模型作为905nm半导体激光器的等效电路模型,采用S参数拟合提取法进行等效电路参数提取,设计并制作出合适的...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 半导体激光器概述
    1.2 905nm脉冲式激光器国内外研究现状
    1.3 半导体激光器等效电路模型研究历程
    1.4 论文的研究内容与组织结构
第二章 半导体激光器基本理论
    2.1 半导体激光器工作原理
        2.1.1 粒子数反转
        2.1.2 光学谐振腔
        2.1.3 阈值条件
    2.2 半导体激光器封装方式
        2.2.1 C-Mount封装
        2.2.2 TO封装
        2.2.3 蝶形封装
    2.3 封装工艺
        2.3.1 热沉与焊料预处理
        2.3.2 烧结
        2.3.3 键合
    2.4 本章小结
第三章 905nm半导体激光器高频参数提取
    3.1 激光器等效电路模型
        3.1.1 速率方程
        3.1.2 稳态分析
        3.1.3 交流信号分析
        3.1.4 等效电路模型
    3.2 激光器模型参数提取
        3.2.1 高频参数测量系统
        3.2.2 共面波导设计与制作
    3.3 模型参数提取结果
        3.3.1 S参数
        3.3.2 寄生网络参数提取
        3.3.3 本征网络参数提取
    3.4 本章小结
第四章 封装寄生电路仿真分析
    4.1 ADS软件介绍
    4.2 封装寄生电路S参数分析
    4.3 封装寄生参数响应分析
第五章 不同焊料寄生参数对比
    5.1 封装寄生参数理论计算
    5.2 焊料预置
        5.2.1 预置铟焊料
        5.2.2 制备金锡焊料
        5.2.3 焊料检测与芯片焊接
    5.3 焊料寄生参数对比
        5.3.1 焊料参数提取
        5.3.2 高频响应分析
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 课题展望
参考文献
导师学术评语
答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3823907