温度的变化对半导体激光器的影响很大，所以半导体激光器的热特性成为国内外研 究热点。就目前而言，国内外在半导体激光器热特性的研究上主要有两个方向，一个是 光学特性的稳定性问题。如：闭值电流随温度升高会增加、受激光谱随温度升高会产生 红移等。另一个方向是半导体激光器能否商品化，因为大功率半导体激光器的使用寿命 受到温度的影响，所以不容易商品化。对半导体激光器性能的研究有着不可替代的意义79137

1、国外在半导体激光器热特性方面的研究现状

近年，国外基于以上两个研究重点，对从单管到列阵半导体激光器的热特性及散热 措施进行了大量的研究，其中最具代表的是德国和俄罗斯。俄罗斯自然科学院普通物理 学院等人在“Highly efficient heat exchangers for laser diode arrays”一文中设计了一种基于 微通道和多孔结构的具有均匀温度分布的高效率热交换器来对输出功率超过的二维线 性激光二极管列阵进行散热。通过热模型的建立、计算和对相关参数的测量、计算，证 明了这种多孔材料构成的热沉能对连续工作条件下热载超过的有源区进行有效制冷，并 由实验测量得出了这种热交换机具有低至零的热阻以及温度分布均匀的结果[10]。2000 年，德国的学士在《蚀刻柱式垂直腔面发射激光二极管的热阻》一文中进行了蚀刻柱式 垂直腔面发射激光器及其二维列阵的热阻、热干扰测量，估算了一布拉格反射镜的平均 热传导率，并用镀薄散热层的方法将激光器的热阻降低了。在此文中，对热流的表征用 有限元软件来进行，对热阻的测量采用了测量功率和温度变化的间接测量法，对热干扰 的测量采取的方法是通过在一恒定输入功率下驱动被测试激光器，使得相邻器件的电输 入功率变化来测量热干扰[11]。2003 年德国人讨论了针对激光器厘米条的下一代制冷方 法。他们从热沉材料的膨胀系数匹配、不锈、无腐蚀、低热阻以及高热传导率出发，通 过一些理论计算，热、力模拟，并将结果进行对比，展望了有源和无源两种热沉的发展 趋势，指出了有源热沉中的宏通道热沉是下一代激光条制冷的发展方向。在无源热沉中， 像金刚石复合材料一类的比铜具有更高热传导率和热膨胀匹配的新材料将用在下一代 激光二极管条的散热中[12]。论文网

从以上研究现状可以看出，近几年国外对半导体激光器热特性的研究已经从器件的 热阻、热传导等热参数计算和热分布模拟有效地向散热方式设计方向转化，并取得了一 些成果。但是对如垂直腔面发射半导体激光器一类新型激光器的热特性分析和散热方式 设计还有待完善，同时，对半导体激光器列阵和厘米条的热特性分析、散热设计的研究 也还不够系统，具有继续研究的必要和现实意义。

2、国内在半导体激光器热特性方面的研究现状 近年来，国内在半导体激光器热特性的研究上主要集中在对单管激光器的研究。其

中，中科院上海微系统与信息技术研究所的南矿军、何友军以及北京工业大学的鲁鹏程 分别于 2002 年、2003 年、2004 年采取不同的方法进行了如 1。3μm InAsp/InGaSp 脊型波 导应变补偿多量子阱激光器一类的量子井激光器的热特性测量与表征。根据他们所发表 的相关文献报道，目前对该类激光器的热特性分析方式有三种基于电学测量、基于光谱

学方法的、基于有限元方法的。从相关文献可以看出，半导体激光器的热特性表征过程 中，某一驱动条件下的激光器有源区温度是一关键测量参数。因为有源区温度不能直接 测量，所以在很多情况下，本文需要找到一种实用又方便的热特性表征方法，因此，寻 找适合的测量参数用来表示激光器有源区温度是很重要的。上面的三种方式可以测量和 分析一定驱动条件下和温度范围内的激光器的参数间的特性，因为这三种方式都能正好 各自的选择自己的测量参数，并能最终计算出激光器的热阻[13]。