半導(dǎo)體激光器本身比較嬌嫩,從它剛出現(xiàn)就面臨著使用壽命的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)不斷的研究改進(jìn),目前激光器的壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí),以能夠滿足光纖通信使用的需要。激光器在工作中易退化的原因主要有以下幾個(gè)方面:
a、半導(dǎo)體激光器的管芯極小,工作電流密度和光功率密度很高,而作為激光物質(zhì)的半導(dǎo)體單晶材料又較容易發(fā)生缺陷,這些缺陷在電和光的作用下逐漸發(fā)展,從而引起器件性能的退化。
b、半導(dǎo)體激光器的鏡面是用解理工藝形成的,鏡面本身受到環(huán)境條件影響而污染也會(huì)也會(huì)導(dǎo)致激光器性能退化。
c、管芯焊接也是關(guān)鍵技術(shù),管芯焊在熱沉之上,而有源去距離熱沉只有幾微米;半導(dǎo)體激光器工作會(huì)發(fā)熱,如果焊料太多,受熱時(shí)會(huì)發(fā)生緩慢的攀移,使半導(dǎo)體激光器發(fā)生短路,導(dǎo)致激光器退化。
d、隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng),激光器的閾值電流會(huì)緩慢增加,從而導(dǎo)致激光器退化。
半導(dǎo)體激光器工作壽命的定義并不統(tǒng)一,生產(chǎn)廠家在其產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中提供了足夠資料。有的廠家認(rèn)為當(dāng)激光器工作一段時(shí)間以后,其閾值電流增大到初始值得1.1倍就宣告失效;采用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并不意味著激光器此時(shí)就不能激射,只說(shuō)明器件本身特性已經(jīng)偏離原始狀態(tài)有一定距離,如果讓器件勉強(qiáng)工作,除非更進(jìn)一步加大注入電流;此時(shí)發(fā)熱更嚴(yán)重,對(duì)自動(dòng)功率控制也不利,因?yàn)楣ぷ鳡顟B(tài)偏離太大,激光器的工作波長(zhǎng)和譜線結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生較大變化。有時(shí)也會(huì)把閾值電流增大到初始值的1.15或1.25作為激光器壽命的標(biāo)準(zhǔn)。半導(dǎo)體激光器的壽命預(yù)測(cè)也是比較復(fù)雜的工作;同一批制作的激光器,其壽命也是不同的,有的可能工作幾小時(shí)就失效,有的可能工作長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。在室溫下進(jìn)行壽命試驗(yàn),時(shí)間耗費(fèi)十分驚人,通常進(jìn)行高溫老化試驗(yàn),就批量的半導(dǎo)體而言,其壽命的分散符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布規(guī)律。
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