通过设计基于金刚石微槽结构的复合热沉,利用不同材料的热导率差异改变热流传导方向,以优化垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）面阵由于温度分布不均匀导致的中心热量堆积的问题,从而改善激光器面阵整体的输出功率,提高可靠性。基于有限元分析法建立三维热电耦合模型,研究了VCSEL面阵单元排布方式对激光器热串扰效应的影响,同时还研究分析了金刚石复合热沉中微槽形状和位置的变化对半导体激光器内部温度的影响,设计最优结构对激光器的出光性能做进一步优化。采用金刚石复合热沉后的垂直腔面发射激光器面阵,与传统金刚石热沉的封装结构相比,激光器发光单元的温度差值降低了29%,为大面积半导体激光器面阵的输出功率优化提供了新思路。

针对具有复杂微尺度凹槽结构的高硬度模具钢型腔难以加工的难题，提出了一种多工位组合电极电火花成形的新方法。以某种聚合物微流控芯片模具型腔为研究对象，选用NAK80模具钢为型腔材料，铜钨合金（W75%）为相应的微凸起结构电极材料并经由高速铣削加工。为降低加工难度及保障加工质量，对复杂微凸起结构进行分解，形成2组4工位组合电极；采用周铣、端铣交替进行的工艺使微凸起上表面的毛刺连续发生塑性变形从而减小和去除微凸起结构顶端的加工毛刺。最后， 利用制备好的多工位组合电极，采用变换工位代替更换电极的加工方式，通过精密电火花成形，依次完成粗、半精与精加工。结果表明：加工的凹槽侧壁与底面垂直度较好，宽度、高度误差在3 μm以内，根部圆角在15 μm以内，可以满足成型聚合物微流控芯片的使用要求。