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半导体激光器具有输出波长范围广、结构简单和易于集成等优势，广泛应用于医疗、传感、光学通讯和航空航天等领域。本文主要介绍了半导体激光器的封装结构及失效机理与典型案例分析及半导体激光器的发展趋势。

封装结构半导体激光器，即采用半导体材料作为工作物质的激光器。其结构以半导体PN结为主要工作区，在正向偏压下，通过向激光器的PN结有源区注入载流子，引起有源区内的载流子数反转分布，位于导带的电子与价带的空穴在有源区进行复合，辐射出光子。半导体的两端的解理面构成光学谐振腔，提供光学反馈和控制输出光的方向与频率。

半导体激光器中的芯片主要通过薄膜沉积、匀胶显影、金属沉积、金属刻蚀及去胶等步骤完成芯片的制作。

半导体激光器的封装通常为全金属化焊接的气密性封装结构，保证器件良好的气密性及高可靠。半导体激光器的封装形式通常为TO（同轴）封装、插拔式同轴封装、窗口式同轴封装、尾纤式同轴封装、蝶式封装、气密小室封装、子载体封装等。 超快激光微加工是超快激光应用；Mask激光按需定制

光刻掩膜版质量的优劣直接影响光刻的质量。在芯片制造过程中需要经过十几甚至几十次的光刻，每次光刻都需要一块光刻掩膜版，每块光刻掩膜版的质量都会影响光刻的质量。光刻过程中，通常通过一系列光学系统，将掩膜版上的图形按照 4：1 的比例投影在晶圆上的光刻胶涂层上。由于在制作过程中存在一定的设备或工艺局限，光掩膜上的图形并不可能与设计图像完全一致，即在后续的硅片制造过程中，掩膜板上的制造缺陷和误差也会伴随着光刻工艺被引入到芯片制造中。因此光掩膜的品质将直接影响到芯片的良率和稳定性。

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大功率半导体激光器封装技术中，主要有三个趋势

（1）无铟化铟焊料是常用的焊料之一。由于铟焊料在高电流下易产生电迁移和电热迁移的问题，影响半导体激光器的稳定性。通常采用金锡焊料封装取代铟焊料封装。

（2）高散热：针对热管理尽管已提出了多种散热方式，例如金刚石传导散热和微通道散热技术，如何提高散热效率仍然是阻碍阵列半导体激光器高功率输出的主要因素。热应力通常是由于阵列激光器和衬底的热膨胀系数（CTE）失配所导致。热应力不仅限制了用于封装的衬底材料/热沉的选择，而且影响半导体激光bar的可靠性、光谱宽度和光束的“smile”效应（各发射腔的近场非线性效应）。为了减小热应力，目前通过采用高的热传导率和热膨胀系数更加匹配的衬底/热沉材料（无氧铜、纯银、金刚石、硅）。

（3）“无空洞”贴片技术：对于单阵列半导体激光器，由于阵列半导体激光器各个发光单元产生的热量相互干扰和整体散热不均匀，导致器件性能稳定性降低和限制功率上升；如果贴片层中存在空洞将明显的影响阵列半导体激光的性能，包括输出功率和可靠性等。现已有两种降低贴片层中的空洞的方法：一种是在合理的控制环境温度和压力情况下使用贴片技术；另一种方法是真空回流技术。

常见、有代表性的激光应用之激光清洗：可看做是一种烧蚀工艺，通过将激光能量汇聚到材料表面并被吸收后使表层、涂层气化的工艺过程，同时对底层基材的影响小。该工艺可应用于多种材料，包括金属、塑料、复合材料和玻璃。

常见、有代表性的激光应用之激光熔覆：使用激光作为热源将金属涂层添加到部件表面上的过程。该工艺通常用于生成功能性更高的保护涂层及修复损坏或磨损的表面。激光熔覆可延长部件受到腐蚀、磨损或冲击的设备和机器的寿命。如，工程机械行业采用该技术提高其产品的耐磨性并延长设备的使用寿命。通常，利用激光来熔化金属粉末，以在基底上添加涂层，可在钢或不锈钢基材上应用保护涂层，例如碳化钨、镍合金或钴合金。该工艺可在涂层和基体材料之间形成高结合强度和低稀释率的冶金结合，从而增强金属的防腐蚀性与耐磨性。 光掩膜的品质将直接影响到芯片的良率和稳定性。

超快激光可用于微加工多种材料：金属、聚合物、半导体、透明材料等。然而，材料的性质，尤其是光学和热学性质，需要选择合适的激光参数进行修改。要在材料上进行超快激光微加工，必须选择合适的激光操作参数，例如：激光波长、重复率、激光功率、扫描通量、脉冲持续时间、偏振、束斑尺寸和质量。

超快激光脉冲微加工的一个明显特征是透明材料的内部微加工。当近红外超快激光脉冲聚焦在玻璃体内时，焦点体积中的强度变得足够高以引起非线性吸收，这导致焦点体积中玻璃的局部改变 激光应用之激光清洗；江苏激光系统

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在芯片制造中，光刻是至关重要的一个环节，这是将设计好的芯片版图转移到晶圆上的过程，类似于胶片相机中的胶卷曝光后，利用底片进行洗制照片的过程。一个底片可以洗出来很多照片，一样的道理，通过芯片版图，就是要复制出来很多芯片，只是这个过程要比洗相片复杂繁琐太多。芯片版图，也称为光刻掩膜版，或者是光罩、掩膜版，是决定芯片造价成本的关键，一般来说，一个芯片生产线，所需要的大致设备、材料都是类似的，只是随着芯片制程工艺的不断提升，所需要的设备精密度越高，而材料纯度也是越高，这些都会导致生产成本的不断提升，不过，上升快的则是光刻掩膜版所带来的成本。Mask激光按需定制

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