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半导体激光器在工作中易退化的原因

时间:2012-12-20 13:43:46     来源:深圳市博特精密设备有限公司  

    半导体激光器本身比较娇嫩,从它刚出现就面临着使用寿命的问题,经过不断的研究改进,目前激光器的寿命可达10万小时,以能够满足光纤通信使用的需要。激光器在工作中易退化的原因主要有以下几个方面:
        a、半导体激光器的管芯极小,工作电流密度和光功率密度很高,而作为激光物质的半导体单晶材料又较容易发生缺陷,这些缺陷在电和光的作用下逐渐发展,从而引起器件性能的退化。
        b、半导体激光器的镜面是用解理工艺形成的,镜面本身受到环境条件影响而污染也会也会导致激光器性能退化。
        c、管芯焊接也是关键技术,管芯焊在热沉之上,而有源去距离热沉只有几微米;半导体激光器工作会发热,如果焊料太多,受热时会发生缓慢的攀移,使半导体激光器发生短路,导致激光器退化。
        d、随着工作时间的延长,激光器的阈值电流会缓慢增加,从而导致激光器退化。
        半导体激光器工作寿命的定义并不统一,生产厂家在其产品说明书中提供了足够资料。有的厂家认为当激光器工作一段时间以后,其阈值电流增大到初始值得1.1倍就宣告失效;采用这个标准并不意味着激光器此时就不能激射,只说明器件本身特性已经偏离原始状态有一定距离,如果让器件勉强工作,除非更进一步加大注入电流;此时发热更严重,对自动功率控制也不利,因为工作状态偏离太大,激光器的工作波长和谱线结构也会发生较大变化。有时也会把阈值电流增大到初始值的1.15或1.25作为激光器寿命的标准。半导体激光器的寿命预测也是比较复杂的工作;同一批制作的激光器,其寿命也是不同的,有的可能工作几小时就失效,有的可能工作长达10万小时。在室温下进行寿命试验,时间耗费十分惊人,通常进行高温老化试验,就批量的半导体而言,其寿命的分散符合对数正态分布规律。

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