半導体レーザーパッケージングフォームとパッケージ構造

半導体レーザーチップ

レーザーダイオードチップは、P-N構造で構成される半導体ベースのレーザーであり、電流を搭載しています。レーザーダイオードパッケージは、密閉されたパッケージハウジングに組み合わせてパッケージ化された完全なデバイスで、コヒーレント光、電力出力のフィードバック制御のためのモニタリングフォトダイオードチップ、温度モニタリング用の温度センサーチップ、またはレーザー衝突用の光レンズのモニタリングフォトダイオードチップを形成します。

今日の光発光P-N接合ダイオードを作るために使用される半導体材料は、ヒ素ガリウム、リン化インジウム、ガリウムアンチモニド、および窒化ガリウムです。

レーザーダイオード材料またはレーザーデバイスを機械的および熱応力から保護するために、ほとんどすべてのダイオードレーザーまたはその他のレーザーデバイスにはレーザーパッケージが必要です。レーザーダイオードがピザとして想像できます。パッケージベースはピザボックスとして機能し、ピザ（つまりレーザーダイオード）が内部に配置されます。さらに、密閉された包装方法により、ほこりや他の汚染物質がレーザーに入るのを防ぎます。煙、ほこり、またはオイルは、レーザーに即時または永久的な損傷を引き起こす可能性があります。最も重要なことは、テクノロジーの進歩により、高出力ダイオードレーザーの出現には、ベースと設置されたヒートシンクを介して動作中に発生する熱を消散するために洗練されたパッケージ設計が必要です。半導体レーザーチップはさまざまな形式でパッケージ化されており、さまざまなパッケージング方法が、特定のパフォーマンス要件、熱散逸のニーズ、コストに関する考慮事項を満たすためのさまざまなアプリケーションシナリオに適しています。

to（Transistorアウトライン）パッケージ

これは非常に伝統的なパッケージング形式で、半導体レーザーを含むさまざまな電子コンポーネントで広く使用されています。通常、パッケージには、優れた熱伝導率を提供できる金属シェルがあり、良好な熱放散が必要なシナリオに適しています。一般的なモデルには、To-39、To-56などが含まれます。以下の図2のレーザーは、To Tubeシェル内に直接パッケージ化され、出力光出力はレーザーの後ろのフォトセクターPDによって監視されます。レーザーの熱は、熱散逸のためにヒートシンクからチューブシェルから直接導かれ、​​温度制御は必要ありません。

バタフライパッケージ

バタフライパッケージは、光学通信伝送とレーザーポンプダイオードの標準パッケージです。これは、典型的な14ピンバタフライパッケージで、レーザーチップは窒化アルミニウム（ALN）ベースにあります。 ALNベースは、熱電クーラー（TEC）に取り付けられており、これは銅タングステン（CUW）、コバールまたは銅モリブデン（CUMO）で作られた基質に接続されています。

バタフライパッケージ構造には大きな内部スペースがあり、半導体熱電クーラーを簡単に取り付けることができ、対応する温度制御機能を実現できます。関連するレーザーチップ、レンズ、その他のコンポーネントは、ボディの内側に簡単にレイアウトでき、レーザー構造をよりコンパクトで合理的にします。チューブの脚は両側に分布しているため、外部回路で簡単に接続および制御できます。これらの利点により、より多くの種類のレーザーに適用できます。