PDF《2017 年度国家科学技术进步奖推荐项目公示内容 一、项目名称》

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2017 年度国家科学技术进步奖推荐项目公示内容

一、项目名称 基于巴条的高功率半导体激光器封装关键技术及工业化应用

二、推荐单位意见 项目开展了高功率半导体激光器封装基础科学问题研究,突破了封装技术和工 艺瓶颈,开发了关键封装和测试装备,形成自主知识产权的高功率半导体激光器封 装技术体系,建立了规模化生产及开发应用能力,产品已广泛的应用于泵浦、加工、 医疗及显示等领域.

项目在大功率半导体激光器封装领域取得如下成果,在技术方 面,研究了高热流密度和温度梯度下原子迁移、循环热变机理和热疲劳等,提出并 实现无铟化键合技术,在较大幅度地提高器件可靠性、环境适应性和储存时间的同 时也获得了很高的输出功率,国际首次研制出寿命 1*

109 shots,峰值功率 500W/bar 的808nm 无铟化半导体激光器.研究了瞬态、稳态高热流密度下半导体激光器的热 行为,提出了独特热管理技术,研究空洞形成、扩展和金属浸润性,优化无缺陷键 合技术和材料表面处理与薄膜技术,首次研制出国际上最轻的(2.3g)峰的传导冷却 半导体激光器叠阵;

提出了面阵热管理、功率扩展及光束整形技术,国内首次研制 出功率 144kW 的面阵,并实现面阵光斑尺寸控制及均匀化,使我国成为继美国和德 国后第三个能够制备 100kW 级面阵的国家;

提出了高功率半导体激光器测试、诊断 和解决方案,首次在国际上提出表征高功率半导体激光器空间偏振和空间光束轮廓, 并研制了相应的测试装置;

首次在国内建立了三维远场强度表征系统,为揭示失效 机理及提高器件性能提供了保障.在社会经济效益方面:国内率先以 产-学-研 模式 进行成果转化,建立年产能达

50 万支能力,多款产品的整体性能达国际先进水平. 产品获得广泛应用,国内客户

776 家,国外客户

362 家,国内市场占有率达到 30%. 近三年经济效益达 4.41 亿元.五项成果通过陕西省科技成果鉴定,申请专利

310 项, 已授权

172 项 (其中

41 项国内发明专利,

6 项国外专利) . 在世界著名出版社 Springer 出版了国际上第一部关于半导体激光器封装的专著,主持制定了两项国家标准. 经评审,本项目技术难度大,应用较为广泛,取得了较好经济效益,设计的资 料齐备,符合报奖要求,推荐申报国家科技进步奖一等奖.

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三、项目简介 高功率半导体激光器作为核心光电器件支撑多个高科技产业的发展,是发达国 家间激烈竞争的战略制高点,美国、德国及韩国等将其列为国家重点研发计划,投 入巨大. 自1991 年起我国多个五年计划均将高功率半导体激光器列为重点发展方向, 旨在突破高功率半导体激光器技术瓶颈. 本项目开展了高功率半导体激光器封装基础科学问题研究,突破了封装技术和 工艺瓶颈,开发了关键封装和测试装备,形成自主知识产权的高功率半导体激光器 封装技术体系,建立了规模化生产及开发应用能力,产品已广泛的应用于泵浦、加工、医疗及显示等领域,打破了国外技术封锁、禁运和垄断,支撑和推动我国激光 产业的发展. 主要技术内容: 1.研究了高热流密度和温度梯度下原子迁移、循环热变机理和热疲劳等,提出并 实现无铟化键合技术,在较大幅度地提高器件可靠性、环境适应性和储存时间的同 时也获得了很高的输出功率,国际首次研制出寿命 1*