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标题:高功率半导体激光器的可靠性分析

1楼
先艺电子 发表于:2013-9-29 10:29:07

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[此贴子已经被作者于2013-9-29 10:41:22编辑过]
2楼
先艺电子 发表于:2013-9-29 10:45:04

高功率半导体激光器可用来泵浦固体/光纤激光器,也可直接用于材料处理如焊接,切割,表面处理等。半导体泵浦的固体/光纤激光器广泛应用于工业、军事、医疗等。随着半导体激光器输出功率、转换效率、可靠性和制造工艺的提高以及成本的降低,许多新的应用成为可能。在实际应用中,半导体激光器的可靠性是一个决定性的因素。随着半导体激光器功率的提高,可靠性会逐渐降低,如何保证在高功率输出的同时兼备高可靠性已成为当前业界最关心的问题。提高高功率半导体激光器可靠性的技术目前成为激光器产业化和拓展应用市场的瓶颈。

 

1. 结点温度

随着半导体激光器向高功率不断发展,器件有源区温度(简称结温)也不断提高,成为限制半导体激光器性能稳定性的重要因素。结温升高将使阈值电流增大、斜坡效率减小、输出功率下降和寿命缩短。为提高器件的可靠性,必须解决结温的影响

 

2. 灾难性腔面损伤(COMD

半导体激光器中的灾变腔面损伤(Catastrophically Optical Mirror Damage COMD)是影响半导体激光器的最大输出功率和器件寿命的一个重要因素。灾变腔面损伤发生在半导体激光器的出光面-即腔面上,主要是由载流子的非辐射复合和光吸收产生的热量引起的。

 

3. 铟电迁移和电热迁移

铟焊料是大功率半导体激光器封装中最常用的焊料之一。由于铟焊料在高电流下易产生电迁移和电热迁移的问题,影响半导体激光器的可靠性。研究发现铟焊料封装的激光器寿命远远短于金锡焊料封装的器件。

 

4. 制冷器腐蚀

目前,商业百瓦以上半导体激光器的制冷器主要是微通道液体制冷器(Micro Channel CoolerMCC),它必须使用去离子水。即使使用了去离子水,也会发生电化学腐蚀和氧化腐蚀,堵塞微通道管,严重影响器件的稳定性和可靠性。

 

 

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