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鉬銅合金在高功率雷射器封裝中的作用

高功率雷射器在工業加工、醫療設備、軍事應用和光通信等領域具有廣泛的應用。然而，這類雷射器在運行過程中會產生大量的熱量，若散熱不及時，可能導致雷射器性能下降、光束漂移甚至器件失效。因此，熱管理是高功率雷射器封裝設計中的核心問題。

鉬銅（Mo-Cu）合金作為一種高性能熱沉材料，憑藉其高導熱性、低熱膨脹係數（CTE）和優異的機械穩定性，在雷射器封裝中發揮著關鍵作用。

高功率雷射器封裝的散熱挑戰

1.高熱負荷

高功率雷射器（如光纖雷射器、半導體雷射器、固體雷射器）通常工作在數百瓦甚至千瓦級別，發熱密度極高，需要高效的熱管理方案。

2.熱膨脹匹配性

鐳射晶片通常採用GaAs、GaN、InP等半導體材料，它們的熱膨脹係數較低（4-7 × 10⁻⁶/K）。如果熱沉材料的CTE與其不匹配，會導致熱應力累積，影響器件壽命。

3.熱均勻性

雷射器晶片的發熱區域通常很小，局部溫度過高會造成熱透鏡效應（thermal lensing），影響光束品質。因此，熱沉材料需要具有良好的熱擴散性能，使熱量均勻分佈。

4.長期穩定性

高功率雷射器通常需要在高溫、高濕、高功率密度的環境下長期穩定運行，熱沉材料必須具備優異的抗熱疲勞性能和耐腐蝕性。

鉬銅合金在高功率雷射器封裝中的應用

1.鐳射二極體（LD）熱沉

半導體雷射器（如VCSEL、DFB雷射器）通常採用GaAs、GaN晶片，Mo-Cu熱沉可作為LD晶片的基座材料，提升散熱效率，減少熱應力，提高光束品質。

2.固體雷射器（YAG雷射器）熱沉

Nd:YAG雷射器等固體鐳射系統的泵浦光源（如半導體泵浦LD）也需要高效的熱沉材料，Mo-Cu可作為基板，優化熱管理，提升泵浦效率。

3.光纖雷射器的熱管理

近幾年，光纖雷射器在工業加工（如切割、焊接）領域廣泛應用。Mo-Cu合金可用作光纖雷射器的熱沉基板，確保核心光源模組的穩定運行。

4.高功率CO₂雷射器散熱基板

CO₂雷射器通常需要高效散熱結構，Mo-Cu熱沉可用于其放電管、反射鏡支撐結構等部件，減少熱畸變，提高光學系統穩定性。

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