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作者：

梁力成

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摘要：

结构紧凑,体积小,输入能量低,寿命长,调制方便,性能稳定的半导体激光器,已成为当今光电子科学的核心产品,作为一种新型固态光源,在通讯,工业加工,传感领域,激光雷达,激光显示有着广泛的应用场景,已经开始向其他领域渗透.大功率980nm半导体激光器是其中的重要代表,它作为光纤激光器,固体激光器及光放大器的主要泵浦源,以它为核心的最终光源产品已经广泛应用于激光医疗,包覆,焊接,材料加工等领域.半导体激光器技术还在不断进步中,在输出光功率,波长,工作模式等方面还有很大的扩展空间.随着半导体激光器的广泛使用,对产品可靠性和寿命的要求也更加严格,通常芯片的可靠性是半导体激光器寿命的重要保证,但是激光芯片输出的功率需要经过耦合和封装才最终实现不同结构和场合的应用,因此耦合技术是实现高可靠,高输出功率的重要手段,耦合工艺也是半导体激光器封装的一个重要步骤.光纤微透镜是实现高输出功率,高耦合效率的行之有效的方法,在国内外已经有众多的论著研究光纤微透镜的形状设计与耦合效率,不同结构的光纤微透镜针对不同类型的激光器芯片,以实现最高的耦合效率,但是,不管何种形式的微透镜,都是在光纤的端面进行加工,与半导体激光器对准后的固定工艺过程都需要采用热固化,激光固化等手段实现光纤的固定,固化过程中热量的控制与分布会产生相应的应力场,该应力会使光纤微透镜蠕动并逐步偏离芯片光轴,造成耦合效率下降,产品性能劣化甚至失效.本文根据实际的工艺情况和多年半导体激光器封装的经验,通过计算机仿真和实验的方法对980nm半导体激光器微透镜光纤耦合的热应力和应变进行分析,希望对耦合技术的发展有所帮助.

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