基本信息
刘兴胜  男  博导  中国科学院西安光学精密机械研究所
电子邮件: liuxs@opt.ac.cn
通信地址: 西安高新区新型工业园信息大道17号
邮政编码: 710119
部门/实验室:瞬态

研究领域

电子、光电子封装的研究、开发和生产。

教育背景

1998-08--2001-02   美国弗吉尼亚大学   博士
学历
• 博士学位--电子封装专业, 材料科学与工程系,美国弗吉尼亚理工大学 (Virginia Tech, USA), 2001年2月.
• 硕士学位--凝聚态物理专业,物理系 ,北京大学, 1998年7月.
• 学士学位—物理专业, 物理系,陕西师范大学, 1995年7月.
学位
-- 理学博士学位
出国学习工作

• 美国弗吉尼亚理工大学电力电子系统中心(Center for Power Electronics Systems, Virginia Tech), 1998年8月 – 2001年2月:
进行了电力电子和微电子封装方面的研究工作。设计开发出了功率芯片焊料平面阵列互连技术;设计开发出了数种功率芯片芯片尺寸封装(chip-scale package (CSP))结构; 发明用来制造集成电力电子系统模块的三维封装技术。发明了一种容易控制芯片焊料连接(solder joint)形状的叠层焊料突起的工艺过程(stacked solder bumping process);进行了芯片焊料连接的可靠性研究;第一次提出了芯片焊料连接形状和高度对于热疲劳寿命的影响。第一次发现了软性电路板(flex circuit)可以大大提高芯片焊料连接的可靠性,以及研究了软性电路板提高芯片焊料连接的可靠性的机制。参与了美国自然科学基金和海军研究基金的申请。 
     

工作经历

• 中国科学院西安光学精密机械研究所任大功率半导体激光器封装技术产学研示范基地负责人,高功率半导体激光器封装与表征研究室主任,研究员,博士生导师,2007年10月至今: 
  
    *从事大功率半导体激光器研究、开发和产业化。 
  
    *大功率半导体激光器封装技术研究 
  
    *  焊锡突起技术(Solder Bumping)和可靠性研究 
  
    *半导体激光发生器模块研究 
  
    *带尾纤输出的半导体激光器模块研究 

    * 恶劣环境下运行的大功率半导体激光器研究 

    * 激光显示用高亮度长寿命的半导体激光器研究 

    *大功率半导体激光封装中的无铟化研究 

    * 电力电子封装技术研究 

    *负责成立超大功率半导体激光器封装技术产学研示范基地 

    * 完成了中国科学院知识创新工程重大项目,实现了百千瓦级大功率半导体激光  器面阵的研制和开发,使我国继美国和法国之后成为世界上第3个可以制备百千瓦级超大功率半导体激光器的国家 

    * 完成了总装预研项目半导体激光器叠阵的开发和研制工作,首次在国际上制备出了高占空比(10%)条件下单巴条250W微通道液体制冷大功率半导体激光器和5000W叠阵激光器,性能指标达到国际领先水平 

    * 设计了用于高功率半导体激光器的新型宏通道液体冷却器,研究并开发了基于此冷却器的单巴条、叠层阵列和面阵高功率半导体激光器产品,与商业化的微通道液体制冷高功率半导体激光器产品相比,该产品储存时间可高达25年,可靠性和寿命显著提高,而且维护成本较低 

    * 研发了高功率高端LED产品,已具备小批量的生产能力,目前正在进行高端LED的产业化建设 

    * 研制了低驱动电流(低于250A)高功率密度的双量子阱半导体激光器,并开展了双量子阱半导体激光器面阵系统的研究 

  * 开展了低驱动电流、高功率密度三量子阱半导体激光器及面阵系统的研究 

    • 工程技术总监(Director of Engineering, China Operation),美国恩耐公司 (nLight Photonics Corp.,), Vancouver, Washington, 兼任恩耐激光技术(上海)有限公司副总经理,2006年12月至2007年10月: 
  
    * 负责半导体激光器阵列封装技术发展和产品开发。 

    * 负责上海分公司的工程技术和生产运作。 

    * 领导开发了热传导制冷的60W hard solder的激光BAR条产品。 

    * 领导开发了用于固体激光器侧泵浦的120W的BAR条阵列产品。 
 
    * 提高和优化了100W的微管道液体制冷BAR条产品和1000W的BAR条叠层阵列(STACK)产品。 

    * 负责从美国总部转移30W-60W的高亮度的光纤偶合激光模块产品生产线到上海分公司。 

    * 领导组建了nLight激光技术(上海)有限公司的工程技术部门。 

    * 负责建立了nLight激光技术(上海)有限公司的生产体系和质量管理体系。

• 高级资深工程师(Senior Staff Engineer),美国相干公司 (Coherent Inc., 美国上市公司), Santa Clara, California, 2006年3月-2006年12月: 

    * 负责本公司所有半导体激光器阵列产品的生产工程 (Manufacture Engineering),如CCP,WCP,NCCP。领导和管理本公司提高半导体激光器阵列产品成品率和降低成本的计划和项目。 

    * 发明设计了一种独特的半导体激光器阵列封装结构。此设计大大降低了光谱宽度,从而预计可以提高本公司半导体激光器阵列产品成品率20个百分点,增加市场认可度和占有额。 

    * 负责本公司降低半导体激光器阵列产品成本的计划。评估低成本原材料供应商(主要是中国公司)及其产品。

• 高级研究科学家 (Sr. Research Scientist), 研究开发中心, 美国康宁公司 (Corning Inc., 美国上市公司,财富500强公司), 康宁市, 纽约州, 2001年3月-2006年3月: 

    * 在康宁研究开发中心建立了封装单模980nm, 1060nm 和 14xxnm激光器, VCSLEs 和 半导体光放大器 (SOA)的能力,大大缩短了开发周期。领导和管理小批量光电器件分件和模块的制备和生产 ; 

    * 绿光激光器封装负责人:领导一个技术团队研究开发小体积的绿光激光器模块。这种绿光激光器是由1060-nm DBR 半导体激光器经过倍频而成. 研发出了绿光连续波(CW)输出功率高于30mW,能够高速调制的SHG绿光激光器. 实现了从长30mm宽10mm高8mm的模块中输出功率60mW的世界纪录; 

     * 负责所有的处于研发阶段和生产阶段的半导体光电产品的芯片和封装结构的热设计和优化。 是产品代码为CLT3的全世界第一个通过检验合格的用于光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA))的功率为500mW的单模980nm 激光器泵浦源(pump laser)的热设计师。领导和负责了SOA, Raman 泵浦源, 无制冷980nm泵浦源, electro-absorption modulator (EAM), 1060nm 单模激光器, 980nm多模激光器(broad area laser diodes (BALD) ),1530nm 多模激光器,1390 多模激光器和VCSLEs的热设计和优化; 

    * 负责了半导体激光器和SOA 的损伤失败分析和确立提高产品可靠性的方法; 

    * 开发了半导体激光器热阻(thermal impedance)和节点温度(junction temperature)测量方法; 
    
    * 设计和优化了适合于金锡合金焊料(AuSn eutectic solder )贴片的激光器芯片的正负极金属层(p-side and n-side metallization schemes); 
   
     * 在世界上第一次实现了芯片倒装(Epi-down bonding)技术的980nm单模(single mode)半导体激光器模块获得光纤偶合后输出大于600mW的功率和在500mA, 80度下超过14000小时的寿命测试; 
    
    * 设计开发了微管道液体制冷的大功率多模半导体激光器。实现了目前世界最高纪录单发射腔连续波(CW)光输出功率高达7.5W的1530nm多模半导体激光器, 和15W 的 980nm 多模半导体激光器; 
   
     * 领导开发了世界最高纪录连续波(CW)光输出功率高达6.5W的光纤偶合的980nm多模半导体激光器模块; 
   
     * 设计开发了传导制冷的CT-mount大功率多模半导体激光器。实现了单发射腔连续波(CW)光输出功率高达5W的1530nm多模半导体激光器, 和10W 的 980nm 多模半导体激光器; 
    
    * 研究从事过光纤偶合和激光焊接工艺过程; 

    * 研究从事过微光学透镜对准(microlens alignment)和固定(attachment)的方法和工艺过程; 
    
    * 从事过半导体激光器的表征和测试工作。

工作简历
2008-06~现在, 西安炬光科技股份有限公司, 董事长、总经理
2007-07~现在, 中国科学院西安光学精密机械研究所, 博导
2006-12~2007-10,美国恩耐公司, 工艺工程总监
2006-03~2006-12,美国相干公司, 高级资深工程师
2001-03~2006-03,美国康宁公司, 高级研究科学家
社会兼职
2013-07-01-今,高新区管委会 技术顾问,
2013-01-01-今,瞬态光学与光子技术国家重点实验室第三届学术委员会 委员, 委员
2012-08-20-今,西安市科学技术奖励委员会委员,
2012-04-15-今,中国光学学会第七届理事会理事,
2011-10-01-今,全国专业标准化技术委员会委员,
2011-07-29-今,国际学术刊物 “IEEE Transactions on Advanced Packaging”, 审稿人
2011-07-29-今,国际学术刊物 “IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies”, 审稿人
2011-01-01-2011-12-31,全国激光加工制造技术及西部产业化论坛 执行副主席,
2011-01-01-2011-12-31,2011年光学前沿——第六届全国激光技术学术会议 半导体激光器及发光二极管专题主席 ,
2011-01-01-2011-12-31,全国激光加工制造技术及西部产业化论坛 执行副主席 ,
2011-01-01-今,中国侨联特聘专家,
2010-09-01-今,西安工业大学双聘教授, 兼职教授
2010-07-01-今,陕西省特聘专家, 特聘专家
2010-01-01-2010-12-31,国际、亚洲和全国激光技术和加工等论坛和研讨会委员 ,
2009-01-01-今,西安交通大学兼职教授, 兼职导师
2009-01-01-今,中国光学学会激光加工委员专用委员会委员, 常委
2008-08-09-今,国际会议“SPIE Photonics West”中担任光电子封装,集成和联结学术委员会, 委员
2006-06-06-2009-06-07,国际会议“IEEE Electronic Components and Technology Conference (ECTC)” 光电子专家委员会副主席、分会主席.,
2006-01-01-今,全国光电子封装与集成学术委员会委员委员,
2005-01-01-今,国际IEEE Electronic Components and Technology Conference 光电子学术委员会 委员,
2005-01-01-今,IEEE and IEEE Components, Packaging and Manufacturing Technology Society 高级成员, 高级成员
2002-01-01-2004-01-01,“International Conference on Thermal and Thermalmechanical Phenomena in Electronics Systems”学术委员会委员及分会主席,

教授课程

光量子芯片系列前沿讲座

专利与奖励

   
奖励信息
(1) 全国创新争先奖, , 国家级, 2017
(2) 西安市科学技术奖, 一等奖, 市地级, 2016
(3) 陕西省专利奖, 一等奖, 省级, 2015
(4) 中国侨界(创新人才)贡献奖, 国家级, 2014
(5) 创新人才推进计划科技创新创业人才, 国家级, 2014
(6) 西安市科学技术奖, 一等奖, 市地级, 2013
(7) 政府特殊津贴, , 国家级, 2013
(8) 陕西省有突出贡献专家, , 省级, 2012
(9) 中国侨联特聘专家, , 专项, 2011
(10) 国家特聘专家, , 国家级, 2011
(11) 陕西省科学院科技进步奖, , 省级, 2011
(12) 中国科协求是杰出青年成果转化奖, 特等奖, 国家级, 2011
(13) 中国留学人员创业园百家最具成长性创业企业, 特等奖, 国家级, 2010
(14) 中国产学研合作创新奖, 特等奖, 国家级, 2010
(15) 中国科学院“先进集体”, 特等奖, 院级, 2010
(16) 中国科学院“2009年度院地合作奖先进个人”科技类一等奖, 特等奖, 院级, 2010
(17) 中国侨界(创新成果)贡献奖, 特等奖, 其他, 2010
(18) 陕西省青年科技新星, 特等奖, 省级, 2010
(19) 国家首批海外高层次人才“千人计划”入选者, 特等奖, 国家级, 2009
(20) “新世纪百千万人才工程国家级”入选者, 特等奖, 国家级, 2009
(21) 重点华侨华人创业团队, 特等奖, 国家级, 2009
(22) 陕西省科学技术奖一等奖, 特等奖, 省级, 2009
(23) 陕西省优秀留学回国人员, 特等奖, 省级, 2009
(24) 西安侨界先进个人, 特等奖, 市地级, 2009
(25) 中国科学院“引进国外杰出人才” “百人计划”入选者, 特等奖, 国家级, 2006
专利成果
( 1 ) 一种用于半导体激光器的液体制冷片及其制备方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 200910023753.3
( 2 ) 新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器及其制备方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 200910023746.3
( 3 ) 一种新型低成本单巴条液体制冷激光器及其制备方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 200910023745.9
( 4 ) 一种用于半导体激光器的光纤耦合模块及其制备方法, 发明, 2009, 第 1 作者, 专利号: 200910218887.0
( 5 ) 一种用于半导体激光器的液体制冷器, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010161021.3
( 6 ) 一种基于半导体激光微型巴条的光纤耦合模块, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010174235.4
( 7 ) 一种半导体激光器远场测试方法及其装置, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010173835.9
( 8 ) 一种可替换芯片的水平阵列大功率半导体激光器, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201010198093.5
( 9 ) 带实时检测的单发射腔半导体激光器及其制备方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201010230518.6
( 10 ) 一种多发光单元半导体激光模块及其制备方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010239421.1
( 11 ) 一种双向制冷式半导体激光器及其制备方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010591855.8
( 12 ) 一种带光学整形的LED光源模块及其制备方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010591854.3
( 13 ) 一种半导体激光器寿命测试装置, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010591442.X
( 14 ) 一种高功率半导体激光器设计方法 , 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110007855.3
( 15 )  High-power semiconductor laser and method for manufacturing the same , 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 09837273.3
( 16 ) High-power semiconductor laser and method for manufacturing the same , 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 00180861
( 17 ) 一种大功率半导体激光器及其制备方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 200910020854.5
( 18 ) 叠层阵列液体制冷半导体激光器及其制备方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 200910023748.2
( 19 ) 一种多波长高功率半导体激光器耦合系统及其制备方法, 发明, 2013, 第 1 作者, 专利号: 201010589415.9
( 20 ) 一种高功率高亮度LED光源封装结构及其封装方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010591862.8
( 21 ) 一种半导体激光器特性测试系统, 发明, 2013, 第 1 作者, 专利号: 201010591449.1
( 22 ) 一种高功率半导体激光器线路封装结构及制备方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110128803.1
( 23 ) 一种组合式高功率半导体激光器侧面泵浦源及其制备方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 20111024355.8
( 24 ) 一种激光器测试用双轴旋转扫描机构及激光器远场测试装置, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201010174234. x
( 25 ) 一种半导体激光器侧泵模块, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 200910024028.8
( 26 ) 一种半导体激光器寿命测试装置, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 201010591442.X
( 27 ) 一种脉冲激光器功率测试方法及系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110191552.1
( 28 ) 激光器寿命在线测试方法及系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110191707 .1
( 29 ) 一种半导体激光器光学整形的设计方法及整形系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110282580.4
( 30 ) 一种半导体激光器偏振测试方法及其测试系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110283651.2
( 31 ) 一种多发光单元半导体激光器空间光谱测试方法及装置, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110282888.9
( 32 ) 一种半导体激光器偏振测试方法及其测试系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110282889.3
( 33 ) 一种多波长高功率半导体激光器光源系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110283631.5
( 34 ) 一种用于激光加工的高功率半导体激光光源系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110283652.7
( 35 ) 一种半导体激光器偏振测试方法及其测试系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110283651.2
( 36 ) 半导体激光器老化及寿命测试保护系统, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201110453164.6
( 37 ) 一种用于半导体激光加工的高功率半导体激光光源系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110454672.6
( 38 ) 一种传导制冷高功率半导体激光器及其制备方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110453400.4
( 39 ) 应用于半导体激光器的液体制冷器的制备方法及其制冷装置, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210104373.4
( 40 ) 用于激光医疗美容的半导体激光器系统, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210479918.X
( 41 ) 一种带准直的双侧制冷型医疗美容用半导体激光器系统, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210480599.4
( 42 ) 应用于半导体激光器的液体制冷器的制备方法及其制冷装置, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210104690.6
( 43 ) 双通道液体制冷多量子阱半导体激光器及其制备方法, 发明, 2013, 第 1 作者, 专利号: 201210171180.0
( 44 ) 一种窄光谱高功率半导体激光器面阵的制备方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210591298.9
( 45 ) 窄光谱高功率半导体激光器叠阵及其制备方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210591414.7
( 46 ) 用于半导体激光器光纤耦合模块的连接装置, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210591042.8
( 47 ) 半导体激光器插空排列合束方法及高功率半导体激光器, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110282944.9
( 48 ) 一种半导体激光器老化/寿命测试实时监测方法及系统 , 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110454673.0
( 49 ) 一种半导体激光器光束切割重排的方法及其光束耦合系统, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110454157.8
( 50 ) 一种带指示的多发光单元半导体激光器模块耦合装置, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210140276.0
( 51 ) 一种三维激光器光束特性测试装置及测试方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210381073.0
( 52 ) 半导体激光器光束特性测试装置及测试方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210382030.4
( 53 ) 一种用于激光医疗美容的半导体激光器系统, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210480080.6
( 54 ) 激光医疗美容用的半导体激光器模块, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210479919.4
( 55 ) 医疗美容用半导体激光器模块, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201210480078.9
( 56 ) 激光医疗美容用半导体激光器系统, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210480076.X
( 57 ) 一种带准直的医疗美容用半导体激光器系统, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210480040.1
( 58 ) 双侧制冷型医疗美容用半导体激光器系统, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210479917.5
( 59 ) 一种窄光谱高功率半导体激光器耦合装置及方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210591412.8
( 60 ) 一种高功率半导体激光光束准直调整方法及装置, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210591411.3
( 61 ) BILATERAL COOLING TYPE SEMICONDUCTOR LASER SYSTEM FOR MEDICAL BEAUTY USE, 发明, 2016, 第 1 作者, 专利号: US9510907B2
( 62 ) SEMICONDUCTOR LASER SYSTEM FOR LASER MEDICAL COSMETOLOGY, 发明, 2016, 第 1 作者, 专利号: US9510908B2
( 63 ) 양측 냉각형 의료미용용 반도체 레이저 시스템, 发明, 2016, 第 1 作者, 专利号: KR101667896B1
( 64 ) KR101667897B1, 发明, 2016, 第 1 作者, 专利号: 레이저 의료미용용 반도체 레이저 시스템
( 65 ) 一种防光反馈的高功率半导体激光加工光源系统, 发明, 2017, 第 4 作者, 专利号: ZL201510146983.4
( 66 ) 半导体激光器阵列单巴实时测试系统及测试方法, 发明, 2017, 第 4 作者, 专利号: ZL201510599827.3
( 67 ) 一种接触式激光工作头及其医疗美容设备, 发明, 2017, 第 5 作者, 专利号: ZL201510641067.8
( 68 ) 一种半导体激光器阵列连接界面表征方法及装置, 发明, 2017, 第 2 作者, 专利号: ZL201410418026.8
( 69 ) Cooling Module For Laser,Manufacture method Thereof and Semiconductor Laser including The Same, 发明, 2015, 第 1 作者, 专利号: US8989226B2
( 70 ) 一种半导体激光器芯片残余应力分布测试方法及装置, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: ZL201410538202.1
( 71 ) 一种高功率半导体激光器的光学校正装置及其系统, 发明, 2017, 第 2 作者, 专利号: ZL201410651213.0
( 72 ) 一种传导冷却叠阵半导体激光器封装结构, 发明, 2017, 第 2 作者, 专利号: ZL201410528204.2
( 73 ) 一种传导冷却叠层阵列高功率半导体激光器, 发明, 2017, 第 3 作者, 专利号: ZL201410529131.9
( 74 ) 一种具有防腐结构液体制冷型半导体激光器, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: ZL201410204383.4
( 75 ) 一种基于扩束的高功率半导体激光器光学整形方法及其装置, 发明, 2017, 第 2 作者, 专利号: ZL201410196971.8

合作情况

   
项目协作单位
   

指导学生

已指导学生

张彦鑫  硕士研究生  080300-光学工程  

李小宁  博士研究生  080901-物理电子学  

彭晨晖  硕士研究生  070207-光学  

张志勇  硕士研究生  080901-物理电子学  

黄志华  硕士研究生  080901-物理电子学  

王淑娜  硕士研究生  085204-材料工程  

鲁瑶  硕士研究生  085204-材料工程  

朱其文  硕士研究生  080501-材料物理与化学  

现指导学生

吴的海  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

刘斌  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

张宏友  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

孙玉博  硕士研究生  080903-微电子学与固体电子学