Век трајања полупроводничког ласера је критичан параметар. У различитим применама мора се обезбедити довољно дуг радни век, посебно у подморским оптичким кабловским комуникацијама и сателитским комуникацијама, где животни век треба да достигне 20-30 година. Општи животни век ласера креће се од неколико хиљада сати до стотина хиљада сати. Специфичан животни век зависи од врсте ласера и колико се добро одржава. На пример, теоретски животни век ласера са влакнима може да достигне преко 100,000 сати, док је теоретски животни век ЦО2 ласера 12,000 сати.
Методе испитивања поузданости ласера углавном укључују методу директног мерења, методу испитивања убрзаног старења и методу предвиђања засновану на моделу.
Метода директног мерења је континуирано покретање ласера дуго времена и бележење промена у кључним параметрима као што су излазна снага и таласна дужина све док ласер више не може стабилно да производи ласер. Иако је овај метод директан, траје дуго и на њега могу утицати различити фактори као што су окружење за тестирање и инструменти за тестирање.
Специфични кораци методе директног мерења су следећи:
1
Покрените ласер непрекидно дуго времена и забележите промене кључних параметара као што су његова излазна снага и таласна дужина.
2
Посматрајте промене у перформансама ласера током времена све док ласер више не може да даје стабилан излаз.
3
Процените животни век и поузданост ласера анализом снимљених података
Ако се живот тестира директно у радним условима, то ће бити дуготрајно и време ће бити велико. Због тога мора постојати скуп научних метода за скрининг уређаја и предвиђање живота како би се корисницима пружиле поуздане гаранције.
Постоји неколико начина да ЛД не успе:
1
Почетни неуспех
Ово је обично узроковано брзом деградацијом раста ДЛД и ДСД у ласеру у раној фази. То углавном одражава проблеме квалитета у процесу производње. Узорци са почетним кваром су осетљивији на термички убрзано старење и имају ниску енергију топлотне активације.
2
Случајни неуспех
Ово је узроковано спољним факторима као што су електростатичко пражњење, тренутне велике флуктуације струје, механичке вибрације итд. Овај тип уређаја не показује никакве знаке пре квара.
3
Споро неуспех
Његова карактеристика је да се карактеристични параметри ласера полако мењају током времена. Овај квар је предодређен да дође и представља крај радног века уређаја.
Наш задатак је да елиминишемо почетне кварове што је више могуће и спречимо случајне кварове што је више могуће. Успоставити метод који може да одреди споре кварове за краће време, а то је тест убрзаног старења.
Такозвано убрзано старење је да убрза деградацију уређаја у тежим условима или условима преоптерећења. Затим се поуздани подаци добијени у овим тешким условима екстраполирају да би се добила вредност радног века у нормалним условима.
Да ли је тест убрзаног старења успешан, научност и референтност података, кључ је у одређивању услова који се користе за старење.
Знамо да је радна поузданост полупроводника ЛД уско повезана са његовим радним параметрима и спољним условима рада. Са повећањем температуре споја, континуирани радни век се смањује, радна струја се повећава, а ласер се лако деградира. Снага зрачења током рада се повећава, што такође убрзава процес деградације. Због тога се ови параметри могу изабрати као услови за испитивање старења или параметри за испитивање њихових промена.
Скрининг и тест живота ЛД често користе методе убрзаног старења на високим температурама. А механизам убрзаног старења при високим температурама треба да буде исти као механизам деградације при нормалној радној температури. Само на тај начин екстраполирани очекивани животни век може бити поуздан.
Однос између радне струје и времена ИнГаАсП ласера након убрзаног старења на 60 степени Целзијуса
Услови старења за ово време су: одржавање амбијенталне температуре уређаја на 60 степени, једнострана излазна оптичка снага на 5мВ и посматрање промене радне струје са временом старења. Са слике се види да у првих 500 до 1000 сати струја брзо расте, затим се појављује тачка прегиба, а затим тежи засићењу.
На основу ових резултата, уређај се може прегледати.
У једном режиму споре деградације уређаја, однос између века трајања т полупроводничког ласера и температуре Т је у складу са експоненцијалним Аррениусовим односом
Еа је енергија активације, а Кб је Болцманова константа. Еа се мери узорковањем брзине деградације. Однос између брзине деградације Рт и температуре је такође у складу са Аррхениусовим односом
Генерално, енергија активације Еа узорка може се добити одржавањем константне излазне оптичке снаге и тестирањем брзине деградације на различитим температурама старења.
дИ/дт одговара вредности брзине деградације након тачке прегиба И(т) на горњој слици. Генерално, за ГаАлАс/ГаАс ласере, просечна вредност Еа је око {{0}}.7еВ; за ИнГаАсП/ИнП ласере, просечна вредност Еа је око 1,0еВ. Животни век је око 10Е5~10Е6 сати.
Поред тога, просечно време старења је такође важан параметар за мерење поузданости ЛД полупроводника. Просечно време старења при нормалној радној температури се такође добија тестирањем просечног времена старења и енергије активације у условима старења на високим температурама, а затим израчунава Аррхениус. Одређивање просечног времена старења у условима старења при високим температурама заснива се на одржавању једностране константне излазне снаге и повећању струје за 50% као стандарда старења.
Метода предвиђања заснована на моделу предвиђа животни век ласера успостављањем математичког модела ласера и комбиновањем његовог принципа рада, особина материјала, радног окружења и других фактора. Ова метода захтева високо стручно знање и рачунарску снагу, али може да постигне тачно предвиђање века трајања ласера.
Наша адреса
Б-1507 Руидинг Мансион, бр. 200 Зхенхуа Рд, Ксиху Дистрицт, 310030 Хангзхоу, Зхејианг, Кина
Број телефона
0086 181 5840 0345
Е-маил
info@brandnew-china.com
