高功率芯片设计和特性

1. High power designs 高输出功率就意味着高工作电流，chip end facets 表面更大的光强，high heat load.

上图是侧发光芯片示意图，如何提高芯片的功率，可以有以下几方面：

1）减少local current密度，方法：增大电极和PN结面积，加大Emitter的宽度。

2）减少接触面的热，增加导热面积。

3）减少漏电流，特别对于高电流密度，就要求低的电阻，通过增加接触面积、增加掺杂level，提高电子和空穴在外延层的迁移率。

4）减少非辐射复合。比如采用质量更好的外延片，提高波导和量子阱的设计。

5）提高COMD的threshold。

经典的单管发射芯片，通常宽500~600um，100~150um厚，如上图。腔长也叫cavity length 通常1~4mm。Emitter stripe 宽度通常在100~200um。对大功率激光器laser bar条，通常长度有10mm，集合了约19~80个emitters。single emitter 功率可达到15W 连续发光模式，同时具有19个emitters的laser bar的功率可以达到约150W。

填充因子 Fill factor

This describes the percentage of the bar that is occupied by emitters, and equals the width of one emitter divided by the center-to-center spacing between emitters. A typical bar has 19 emitters with each emitter 150 μm wide. The pitch is 500 μm, resulting in a 30 % fill factor.也就是用emitter的宽度/pitch的间距。对于准连续的激光，填充因子可以做到80%~90%，光功率会更高。

阈值电流，Ith越小越好。

激光器Bar的近场。

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作者刘兴胜，男，陕西绥德人，美国弗吉尼亚理工大学博士。2007年回国创办西安炬光科技有限公司，现任公司董事长、总经理，同时兼任中国科学院西安光学精密机械研究所研究员、博士生导师，2008年入选国家首批 “人才”，中科院“人才”获得者，发表学术论文100余篇，拥有专利40多项。曾经在美国康宁、相干、恩耐任职。 本书共有十一章，主要针对高功率半导体激光器封装技术进行了深入介绍，主要内容包括：高功率半导体激光器重要概念及参数、封装形式、热设计、热应力、光学整形、封装材料、封装工艺、测试表征、可靠性分析；同时本书介绍了目前高功率半导体激光器的主要应用领域以及当前高功率半导体激光器的发展趋势与面临的挑战。在行业内首次对高功率半导体激光器封装技术，封装的特点及面临的挑战做出专业的阐述。

作者在高功率领域已完成实业的创造。每年营业额2亿多。但是他们没有自己的芯片。需要电子档的可以文末留言。