Qu'est-ce qui détermine la durée de vie d'un module de diode laser?

Les lasers semi-conducteurs présentent les avantages d'une large longueur de longueur d'onde de sortie, d'une structure simple et d'une intégration facile, et sont largement utilisés dans les champs médicaux, détestables, communications optiques, militaires et aérospatiaux. Alors, qu'est-ce qui peut endommager le module de diode laser? Il peut y avoir les raisons suivantes:

Le mode de défaillance ou de dommage du module de diode laser se manifeste principalement en l'absence d'intensité de la lumière de sortie pendant le fonctionnement, ou la défaillance de la dégradation de la puissance optique de sortie sous un courant de conduite constant. Lorsque la puissance de sortie se dégrade à un seuil spécifique, le laser échouera.

Le Centre de recherche et d'analyse de fiabilité est la première organisation faisant autorité en Chine spécialisée dans les composants électroniques et divers services de recherche sur la technologie et les services techniques de la technologie des technologies de défaillance des produits électroniques. Dans l'analyse de défaillance des lasers semi-conducteurs, il est conclu que les principaux mécanismes de défaillance des lasers semi-conducteurs comprennent une température de fonctionnement élevée, une dégradation des électrodes, un contact ohmique, une dégradation de la surface de la cavité, une pollution environnementale et d'autres facteurs. L'introduction du mécanisme de défaillance et les cas connexes sont présentés ci-dessous.

La durée de vie typique des modules de diodes laser est de 10 000 à 25 000 heures. Si la température de la diode laser augmente au-delà de la température de fonctionnement maximale, les performances à long terme peuvent se dégrader de manière significative, jusqu'à et y compris une défaillance complète. Si la température de fonctionnement de la diode laser est réduite d'environ 10 degrés, la durée de vie sera statistiquement double.

La durée de vie du module laser peut être étendue de manière significative en maintenant la température du boîtier à l'extrémité inférieure de la plage de température de fonctionnement. Les dissipateurs de chaleur sont recommandés et doivent être utilisés si le laser fonctionne constamment. Le fonctionnement des modules laser à l'extrémité inférieure de la plage de tension recommandée aidera également à prolonger la durée de vie du laser.

2) Dégradation des électrodes

La dégradation des électrodes se produit généralement à l'interface entre le métal et le matériau semi-conducteur. En raison de la diffusion du matériau de soudure dans le semi-conducteur pour former une structure de défaut, sous l'action d'un courant important, l'accumulation de chaleur en position de défaut finira par brûler la couche de métallisation voisine.

3) Contact ohmic

S'il y a un grand décalage thermique entre la puce et la soudure, le laser provoquera une concentration de contrainte à l'interface du matériau pendant le soudage ou le travail, ce qui provoquera la fissuration de la soudure ou la fissuration des puces. De plus, lors du soudage du laser, il y a un écart de soudage entre la puce et la soudure qui entraînera l'échec du laser, et le débordement de la soudure pendant le soudage conduira également facilement à un court-circuit à la jonction PN.

4) Dégradation de la surface de la cavité

La dégradation de la surface de la cavité est un mode de défaillance qui distingue les lasers des autres dispositifs microélectroniques. Since the material of the active region of the laser contains Al or In elements, and when the uniformity or consistency of the chip design and manufacturing process is poor, the Al and In elements will melt or recrystallize under high-power operation, resulting in impurities or Defects, so that the temperature of this region continues to rise, and the current density of the end face continues to increase, resulting in a further rise in the temperature of this region, which eventually leads to Dommages optiques catastrophiques.

5) Pollution de l'environnement

La pollution de l'environnement est un facteur externe qui conduit à l'échec des lasers semi-conducteurs. La raison principale est que les particules telles que la poussière, la vapeur d'eau et les polluants ioniques entrent à l'intérieur du laser semi-conducteur et se fixent à la surface de la puce pour provoquer un court-circuit ou un circuit ouvert, ce qui entraîne finalement une défaillance de l'appareil.

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