本论文在对大功率半导体激光器的材料结构、热源产生、传热行为等进行全面分析的基础上,建立了合理的数学物理模型,利用有限单元法通过Matlab编程模拟出了大功率半导体激光器的温度场。 1)找到了适用于大功率半导体激光器温度场模拟的二维有限元规则 大功率半导体激光器芯片与载体具有规整的外形和多个边界条件,所以我们对激光器载体和芯片都采用了直角三角形单元进行有限单元剖分。因为激光器芯片和载体尺寸相差较大,为了确保计算精度,在三角形剖分过程中芯片和载体剖分成的三角形元素具有不同的尺寸。 2)实现了适用于大功率半导体激光器二维温度场的有限元程序 根据传热学的基本原理和有限单元的思想对大功率半导体激光器的芯片和载体的温度场进行计算机模拟了,最终求解出了总体温度刚度矩阵K_总和总体边界条件矩阵P_总,进而求解出各个节点的温度值T。 3)得到了温度场分布 大功率半导体激光器二维温度场的有限元程序模拟出了大功率半导体激光器载体和芯片的横向、纵向和二维温度分布,得到的最终结果与大型商用软件模拟的相关结果相似,但是,我们可以更加灵活的输入参数和修改边界条件。 这一大功率半导体激光器温度场模拟程序对于更好地分析半导体激光器的温度分布具有一定的参考和指导作用,可以帮助我们更加合理的设计和安装散热系统,提高激光器的效率和寿命。