热管理对于高功率半导体激光器而言至关重要，因为半导体激光器大约50%的电能都转换成热量损耗掉了。热管理直接影响激光器的结温，结温过高将显著影响半导体激光器巴条的性能，如导致输出功率下降、阈值电流增大、斜坡效率减小、慢轴发散角增大以及寿命缩短等。

　  　其中Th为器件热沉温度、Rth为器件热阻、V0为结偏压、I为工作电流、Rs为串联电阻、Po为输出光功率。由上式可见，激光器的结温主要由热沉的温度和器件本身的热阻决定，其中热沉温度由激光器的使用条件决定。

　 　半导体激光器的输出功率与热阻的关系和器件使用寿命与热阻的关系分别为（2）和（3）式：

    　其中，ηd、Ith、T1、T0为室温下器件的转换效率、阈值电流、斜率特征温度和阈值特征温度，t为半导体激光器寿命，Ea为激活能（activation energy），K为波尔兹曼常数，Rth为半导体激光器的热阻。由式（2）和式（3）可以看出，降低热阻可以增加半导体激光器的输出功率，提高可靠性。

　　半导体激光器的热阻包括芯片的热阻和封装带来的热阻。有效的热管理是提高器件性能的关键。提高热管理主要从减小芯片热阻、减小贴片界面热阻和设计封装结构三个方面来实现。热阻的计算方法如下［2］：

　 　其中：L为热传导距离（m），A为热传导通道的截面积（m2），k为热传导系数（W/mK）。

　　由（4）式可知，要减小芯片的热阻主要有以下途径：一是选择热传导系数大的材料，二是在材料确定的情况下尽可能减小热传导距离或增大热传导通道截面积。基于此，可通过增加芯片腔长（从1mm增加到2mm）和提高填充因子来减小热阻。目前，2mm腔长、50%填充因子的9xx nm巴条可以实现高可靠性连续波输出150W。

　 　贴片界面的热阻主要受各贴片层存在的空洞影响。与相对完整的贴片层相比，贴片层的空洞大小和密度严重影响器件的热阻［3］。图1给出了封装贴片层的完整性。可以通过优化金属层结构以及采用无空洞贴片技术，来增加贴片界面的完整性，以减小贴片界面的热阻，降低贴片层空洞。