基于泊松过程的半导体激光器空间辐射效应研究

针对始终处于加电状态工作模式的半导体激光器,通过分析单个粒子对器件的辐射过程,将空间辐射效应离散的描述为所有单粒子造成辐射效应的累积。考虑到粒子到达服从泊松过程的特点,建立了半导体激光器空间辐射效应性能退化模型。推导了器件可靠度函数以及平均故障前时间的表达式。对InGaAs多量子阱激光二极管在高轨空间辐射环境中的性能退化过程进行了仿真,得到了器件的光功率退化曲线。结果表明光功率退化量与辐射时间近似成正比例关系。由此提出了同时考虑辐射与退火效应条件下,器件的光功率退化速率,通过拟合得出该速率与空间辐射平均剂量率成正比。获得了半导体激光器的可靠度曲线,进而计算了器件的平均故障前时间。     

空间辐射下卫星光通信系统半导体激光器的可靠性估计

基于空间辐射和器件辐射效应的特点,选取正态分布对辐射的剂量率和单位辐射剂量造成的性能退化量进行描述,得到了卫星光通信系统中半导体激光器的可靠度函数。进而以高轨空间辐射条件为背景,对器件的性能退化量进行了模拟,在模拟数据的基础上利用最大似然估计法计算性能退化量的分布函数,得到了器件的可靠度曲线以及平均寿命。最后分析了减少测试时间,以较少的样本数量进行估计的可行性。     

半导体激光器的可靠性

本文总结了关于半导体激光器可靠性研究的主要结果，讨论了主要退化模式，对实现高可靠性器件需要把握的主要因素进行了阐述.。     

半导体激光器空间辐射应力加速寿命实验模型

通过对半导体激光器在空间环境中辐射损伤机理的分析,得到了器件在辐射条件下的性能退化规律以及辐射过程中的退火规律。在此基础上,建立了辐射应力加速寿命实验模型,获得了故障时间、加速因子、故障概率分布函数、概率密度函数和平均故障前时间的表达式。模拟了三组应力分别为100、50和10Gy/s情况下器件的性能退化数据,进而对加速寿命实验模型的参数进行了估算,求得器件在0.03Gy/s的正常应力条件下的故障时间为43862h。基于威布尔故障分布,利用应力为50Gy/s的加速试验模拟数据,得到了器件的故障概率分布函数以及平均故障前时间,其平均故障前时间约为39755.8h。     

自由空间用半导体激光器抗辐射的研究

为了提高半导体激光器的抗辐射性能,满足空间应用的需要,在介绍了空间辐射环境的基础上,对空间辐射在半导体激光器中产生的总剂量效应、单粒子翻转效应和位移效应进行了分析,并探讨了半导体激光器在空间辐射环境中相应的抗辐射防护技术。对980 nm单模半导体激光器采用了端面镀膜、Al2O3绝缘介质层、真空封装等抗辐射的改进措施,有效地提高了半导体激光器的抗辐射能力。     

半导体激光器可靠性设计考虑

简述了半导体激光器可靠设计中的模式控制设计、管芯芯片的晶格匹配、结构设计、管芯芯片的金属化（欧姆接触）设计，以及器件的金属化气密封装设计等的设计考虑。     

小波变换用于半导体激光器可靠性分析

应用小波变换奇异性检测原理，对近百只半导体激光器(LD)输出I-V特性进行小波变换，通过不同尺度下的变换系数，能够真实、准确地测量和计算半导体激光器的阈值电流以及与可靠性相关的一些参数，模极大值W2j^M，结特征参量m等。利用这些计算和测量参数，可以直观地比较和判别出半导体激光器的性能优劣及可靠性，与电导数法相结合，可方便、准确、快捷地对器件性能和可靠性进行评估筛选。理论与实验表明，利用小波变换进行半导体激光器的可靠性分析与传统方法相比具有独到之处。     

半导体激光器列阵的电导数及其可靠性

在研究半导体激光器电导数与可靠性的基础上,设计了单管激光器并联实验系统,利用单管激光器并联模拟列阵的方法研究了激光器列阵的可靠性在其电导数曲线和参数上的体现,该实验结果为利用电导数参数作为列阵可靠性判据提供了参考.     

半导体激光器电导数及其可靠性的研究

为了探索和验证半导体激光器电导数参数与其可靠性的关系,将12个半导体激光器串联后进行高温加速电老化,直到器件不激射。监测在加速老化过程中半导体激光器电导数参量的变化情况。通过分析老化期间监测的数据,发现电导数曲线在阈值电流处的下沉高度随着老化时间的增加而变小;结特征参量与电导数曲线(在大于阈值电流的工作状态下)在电流I=0处的截距值随着老化过程逐渐变大。并且结特征参量的变化量在早期处于比较小的平稳状态,然后快速增加到一定值并保持一段时间,之后快速下降并最终稳定在比较小的值,这说明器件退化分为3个阶段:在早期退化较慢,之后退化很快并保持一定的退化速度,最后又到了慢速退化期。从实验结果得知电导数参量与器件的寿命和老化程度有密切关系,并且电导数参数可表征半导体激光器的退化状态。     

高功率半导体激光器光纤耦合模块的可靠性研究

文章从高功率半导体激光器光纤耦合模块的组成和各个部分的机理出发,详细分析了 影响其可靠性的因素,主要有以下三个方面:激光器自身的因素、耦合封装工艺和电学因素。通过优化原有工艺与采用新技术,提高了模块的可靠性,拓宽了其应用领域。     

一种基于马尔可夫模型的软件可靠性评估方法

针对目前软件可靠性不易评估的特点,建立一种基于马儿可夫链的软件可靠性评估模型。该模型在软件运行流程图的框架下,利用一定的统计学方法,使用线性代数方法来计算软件运行流程中各个状态的概率,建立软件可靠性评估模型,从而计算软件的可靠性;最后,利用软件设计时的判别准则来判断软件是否符合需求。     

大功率半导体激光器步进加速老化研究

介绍了半导体激光器寿命测试的理论依据,给出了由电流应力决定的寿命测试的数学模型,据此对AlGaInAs/AlGaAs/GaAs 808nm大功率半导体激光器进行常温电流步进加速老化实验。由步进加速老化的理论依据及数学模型推算出了步进加速寿命实验时间折算公式,利用步进加速寿命实验时间折算公式推算出了器件在额定应力条件下工作的寿命结果;根据实验后器件的失效模式分析,与恒定应力加速老化方式下的实验结果相对比分析,确认该步进加速实验方法可以适用于半导体激光器的加速老化。     

基于Markov过程的硬/软件综合系统可靠性分析

现代大型监控系统通常是一个复杂的硬/软件综合系统,其可靠性分析对于系统的设计、评估具有重要意义.综合考虑硬件、软件特点以及两者之间的相互作用关系,提出一种基于Markov过程的综合系统可靠性分析模型,模型中将系统失效分为硬件失效、软件失效与硬/软件结合失效.实际应用中,由于系统的状态数较大,提出利用循环网络方法对Markov状态转移方程进行求解,从而方便地得到系统处于各状态的瞬时概率与稳态概率.通过分析硬/软件综合系统可靠度、可用度与系统可靠性参数之间的关系,指出硬/软件结合失效将影响系统可用度,忽略硬/软件结合失效将导致可靠性估计值偏离实际值.     

激光钻孔GaN基LED可靠性研究

对GaN基大功率LED工作的可靠性进行了分析,进而提出采用激光钻孔技术,利用高能激光束将蓝宝石基板打出孔洞,并在孔洞内壁蒸镀金属层薄膜。利用金属良好的导热性能,将芯片表面热能传导至基板,并利用封装技术使LED工作时产生的热量能迅速传导至环境中,降低热效应带来的不良影响。实验结果表明:在注入电流350 mA条件下,采用激光钻孔技术的LED较常规结构的LED,散热效率增加约15.0%,抗静电能力提高约500 V,连续工作1 000 h,亮度平均衰减低2.8%左右。     

利用半导体激光选择性烧结的快速成型技术

提出了一种新的基于半导体激光的选择性激光烧结快速成型方法。由若干个单独驱动的高功率半导体激光器形成线阵,经过光学准直器,在工作面上形成若干激光短线,并连成与线阵长度相等的激光线束。扫描方式采用导轨Ｘ－Ｙ联动,不存在振镜扫描的“圆弧效应”,因而提高了质量。     

近红外激光二极管在气体传感中的应用

综述了近红外激光二极管在气体传感中的应用,讨论了用于这一技术的器件和实验技术。文中讨论了用分布反馈（ＤＦＢ）激光二极管、垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）以及其他单频器件作为光源的激光气体传感实验方法和相关结果,新型单频器件发展表明近红外激光二极管气体传人有广阔前景。     

大功率半导体激光器光纤耦合模块的耦合光学系统

针对 8 0 8nm大功率 Ga As/ Ga Al As半导体量子阱激光器的远场光场分布特点 ,提出了与多模光纤耦合时对耦合光学系统的特殊要求 ,并根据低成本、实用化的要求设计制作了专用的耦合光学系统 ,对耦合光学系统的实际性能进行了测试 ,给出了耦合效率统计分布图、耦合偏差曲线和高低温可靠性实验结果 .用设计制作出的实用化耦合光学系统完成了输出功率 15— 30 W,光纤束数值孔径为 0 .11— 0 .2 2的半导体激光光纤耦合模块 ,模块的使用结果表明耦合光学系统稳定、高效、实用     

半导体激光器模分配特性的研究

本文分析了半导体激光器模分配特性对光纤传输系统的影响,给出了模分配系数K的物理意义,计算了在不同误码率底线、不同波动程度、不同波长和不同的光源频谱下的系统传输速率和传输距离以及相应的功率代价。     

半导体激光器干扰CCD传感器实验研究

为拓展半导体激光器的应用,开展了半导体激光器对可见光CCD传感器的干扰实验研究,得出CCD饱和像素个数与激光输出功率和CCD传感器电子快门时间的对应关系.当电子快门时间分别为t=1/10000 S、t=1/4000 S和t=1/2000 S时,CCD的饱和阈值分别为1W、1W和2.8W."软损伤"的阈值为10W,然而,在激光输出最大功率为22.4W的条件下并没有使CCD损伤.