大功率半導(dǎo)體激光器的壽命及可靠性設(shè)計(jì)研究-文庫(kù)吧
2025-06-09 21:48 本頁(yè)面
【正文】 彈的飛行方向，從而實(shí)現(xiàn)制導(dǎo)跟蹤。(2)半導(dǎo)體激光雷達(dá)。半導(dǎo)體激光雷達(dá)體積小，精度高，具有多種成像功能和實(shí)時(shí)圖像處理功能?？捎糜跈z測(cè)目標(biāo)，測(cè)量大氣水汽，云層，空氣污染等。(3)半導(dǎo)體激光引信。通過(guò)對(duì)激光目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，對(duì)激光回波信息進(jìn)行處理和計(jì)算，判斷目標(biāo)，計(jì)算炸點(diǎn)，在最佳位置進(jìn)行引爆。(4)激光測(cè)距。半導(dǎo)體激光光源具有隱蔽性，廣泛應(yīng)用在激光夜視儀和激光夜視監(jiān)測(cè)儀。(5)激光通信光源。半導(dǎo)體激光器是一種理想光源，具有抗干擾，保密性好等優(yōu)點(diǎn)。藍(lán)綠光可用于潛艇和衛(wèi)星以及航空母艦的通信。(6)半導(dǎo)體激光武器模擬?？捎糜谛滦蛙娪?xùn)和演習(xí)技術(shù)。此外，半導(dǎo)體激光器還廣泛應(yīng)用在激光瞄準(zhǔn)和報(bào)警、軍用光纖陀螺等方面【1】。二、半導(dǎo)體激光器的可靠性及壽命 為了研究激光器的可靠性,我們采用了恒流老化的方法實(shí)驗(yàn)前先將封裝好的器件固定在散熱片上,放在老化臺(tái)上進(jìn)行恒流電老化。驅(qū)動(dòng)電流為400mA,溫度保持在40℃左右,老化期間連續(xù)地觀測(cè)光功率,斷電并冷卻到25℃進(jìn)行電導(dǎo)數(shù)測(cè)試。 老化320小時(shí) 在老化320小時(shí)后,光導(dǎo)數(shù)曲線和電導(dǎo)數(shù)曲線上不僅出現(xiàn)了反向峰爹而且出現(xiàn)了向下的同向峰,反向峰與器件的可靠性關(guān)不不大,反向峰主要是由側(cè)向模術(shù)智暇孿引起的,我們老化的器件是增益導(dǎo)引型器件,側(cè)向模式的不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致,PI區(qū)曲線上出現(xiàn)扭曲。但如果側(cè)向模式跳變是由激光器的內(nèi)部缺陷和均勻性差引起起的，那么由此形成的光導(dǎo)數(shù)曲線和電導(dǎo)數(shù)曲線上的峰將會(huì)對(duì)器件的可靠性產(chǎn)生影響。 導(dǎo)數(shù)曲線上由同向峰的高功率半導(dǎo)體激光器通常是不可靠性器件,主要是由內(nèi)部缺陷、載流子泄漏和電流泄漏引起的非線性電阻通路作用的結(jié)果。它們對(duì)舞件甲可靠性影響很大,這個(gè)器件是一只快速退化的器件。大功率寬條形半導(dǎo)體激光器結(jié)面積大,工作電流較高,器件的節(jié)溫升高大,引起導(dǎo)數(shù)曲片上出現(xiàn)峰的因素會(huì)因此而加劇,因此,高功率半導(dǎo)體激光器的導(dǎo)數(shù)曲線上常有峰出現(xiàn)。 因此,我們可以得出這樣一個(gè)結(jié)論,導(dǎo)數(shù)曲線上峰增多以及出現(xiàn)同向峰反映了高功率半導(dǎo)體激光器的退化,老化后,器件在較低的驅(qū)動(dòng)電流下就有峰出現(xiàn)也是器件老化后退化的反映【2】。高功率半導(dǎo)體激光器的壽命評(píng)價(jià)面臨的難點(diǎn)產(chǎn)品的壽命評(píng)價(jià)來(lái)自于大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),然而由于高功率半導(dǎo)體激光器的制作成本相當(dāng)高,同一批次的器件也相當(dāng)有限,這就限制了壽命數(shù)據(jù)的來(lái)源。目前進(jìn)行的壽命試驗(yàn)大部分都是單條封裝的器件,這種試驗(yàn)方案考察不到陣列器件中條與條之間的相互影響,不能反映多條陣列封裝器件壽命。由于高功率半導(dǎo)體激光器熱負(fù)載非常大,所以要保證其工作溫度的穩(wěn)定性也較困難,產(chǎn)品的壽命和溫度是密切相關(guān)的,即使有很小的溫度波動(dòng)都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。目前高功率陣列器件都采用微通道板的主動(dòng)冷卻方式。在上千小時(shí)的壽命試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)的精確測(cè)量必須保證測(cè)量?jī)x器穩(wěn)定在0. 1% /1 000 h以內(nèi)。大部分情況下,在數(shù)千小時(shí)的試驗(yàn)中出現(xiàn)斷電不可避免,而對(duì)高功率激光器來(lái)說(shuō)電池組又不切實(shí)際,所以整個(gè)系統(tǒng)要保證斷電不對(duì)激光器造成損傷,而且能夠在短時(shí)間內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行。高功率半導(dǎo)體激光器壽命評(píng)價(jià)方面還沒(méi)有具體可行的標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)標(biāo)
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