半导体激光器退化及其筛选

文章概述了半导体激光器失效因素，退化行为及改进可靠性的措施，特别就可靠性问题进行了讨论，指出用电导数参数对半导体激光器进行可靠性筛选和评估是一个行之有效的办法。     

用电导数技术筛选可见光半导体激光器

对 6 0只 6 70nm可见光量子阱激光器进行电导数测试 ,讨论了电导数曲线及其参数与器件可靠性之间的关系 ,指出用m、h、b参数可以评价器件质量和可靠性。实验结果表明电导数测试是可见光半导体激光器快速筛选的好方法。     

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。     

用于大功率半导体激光器的新型焊料

在大功率半导体激光器列阵及叠阵的组装中,焊料的选择是极其关键的,因为焊料直接参与对激光器的导电、导热激光器所需的电流全部从焊料通过,而半导体激光器列阵或叠阵工作时电流是很大的,可达50A～100A。同时半导体激光器工作时产生的热量非常大,如焊料的导热性不好,由于电流的热效应,就会在焊料上产生巨大的热量,使焊料熔化。文中研制了一种新型的焊料,这种焊料在两层铟之间蒸镀几层金,焊料由钨/镍/金/铟/铜等多层金属构成。利用这种焊料研制出脉冲功率达100W的半导体激光器列阵。     

半导体激光器的电噪声

通过测量激光器的电噪声,可以用来在线监测器件的诸多特性,如阈值电流的大小,是否有模式跳变发生,以及谱线宽窄等.另外,根据电噪声的大小,还可以对器件的质量和可靠性作出评价,具有快速、方便、无损等优点.文章概述了半导体激光器的电噪声,对其主要应用进行了综合和讨论,概括性评述了该领域目前的研究进展.     

大功率半导体激光器高可靠烧结技术研究

近几年大功率半导体激光器的应用领域越来越广,许多应用领域都要求半导体激光器能够高可靠性工作.工作焊接质量直接影响着大功率半导体激光器的可靠性,焊接缺陷会导致激光器迅速退化.目前国内普遍采用的铟焊料和锡铅焊料都是软焊料,焊层有形成晶须和热疲劳等可靠性问题.为提高烧结可靠性,采用了金锡焊料烧结激光器新技术.金锡焊料是硬焊料,焊接强度高,抗疲劳性好,对金层无浸蚀现象.通过实验研究掌握了金锡焊料的制备和烧结技术,并与铟焊料、锡铅焊料进行了对比实验.实验结果显示采用金锡焊料烧结激光器可获得更好的性能,是提高半导体激光器可靠性的有效途径.     

大功率半导体激光器加速寿命测试方法

大功率半导体激光器在高可靠性光学系统的应用中,寿命值预测十分关键.采用808 nm波长的无Al大功率半导体单管激光器进行了40、80℃的恒定温度的加速老化试验.应用Arrhenius和对数正态分布的理论对试验结果进行分析,计算出激光器长期退化的激活能为0.52 eV,推导得到激光器室温下工作的平均寿命为15 000 h.并对试验后的器件进行失效分析,找出失效原因.     

808nm无铝材料激光器可靠性筛选的实验探讨

对８０８ｎｍ无铝ＩｎＧａＡｓＰ／ＧａＡｓ半导体激光器进行可靠性筛选实验,给出了器件老化前后的工作特性及其变化情况;讨论器件工作特性变化甚至失效的可能原因,并给出在进行器件的可靠性做初步的判定,认为工作电流的变化率小于１％时是可靠的器件。     

大功率量子阱远结半导体激光器

通过将下波导层掺杂为ｐ型,使半导体激光器的有源区与ｐｎ结分离,制作了大功率远结半导体激光器。该器件在老化期间表现出输出功率变大的趋势。理论分析表明,远结半导体激光器特殊的外延结构,决定了器件的阈值比正常器件的高,但是阈值受温度的影响较小,并且器件的退化机制转变为ｐｎ结的退化,这对于制作高可靠性、长寿命、低温度敏感性的半导体激光器具有重要意义。     

基于无铝单量子阱的大功率半导体激光器

在改进的带有多槽石墨舟的液相外延(LPE)设备上,采用水平快速生长法获得了分别限制单量子阱结构(SCH-SQW),制作了条宽为100μm、腔长为1 mm的激光器,其阈值电流为0.70 A,最高连续输出功率达4 W,斜率效率为1.32 W/A,串联电阻为0.1 Ω,中心波长为808.8 nm.     

Application of Photonic Crystals in Semiconductor Lasers

Photonic crystals(PCs) have attracted much considerable research attention in the past two decades. They are artificially fabricated periodic dielectric structures. The periodic dielectric structures have photonic band gap(PBG) and are referred to as photonic band gap materials. This paper mainly introduces one-dimensional (1-D) and 2D PCs applied in the semiconductor lasers.     

Application of Photonic Crystals Semiconductor Lasers

Photonic crystals （PCs） have attracted much considerable research attention in the past two decades. They are artificially fabricated periodic dielectric structures. The periodic dielectric structures have photonic band gap （PBG） and are referred to as photonic band gap materials. This paper mainly introduces one-dimensional （1-D） and 2D PCs applied in the semiconductor lasers.     

半导体激光器光输出噪声测量及与电噪声的相关性

采用互谱估计方法测量了半导体激光器的微弱电噪声谱及光噪声谱。结果表明两者在超辐射区有较强的相关性。对光噪声的形成机理分析证明由载流子起伏形成的光噪声与电噪声完全相关，而由外量子效率起伏引起的光噪声与电噪声是不相关的。     

半导体激光器低频噪声测试及参数提取

半导体激光器低频电噪声的大小受器件潜在缺陷的影响,与器件可靠性具有相关性。介绍了半导体激光器噪声测试及参数提取的原理,设计了基于超低噪声前置放大器和低频频谱分析仪的低频电噪声测试系统,可测量半导体激光器的低频电噪声并提取相关噪声参数,进而通过低频电噪声的研究对半导体激光器进行可靠性评价,具有灵敏度高、非破坏性等优点。