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        傳導(dǎo)冷卻高功率半導(dǎo)體激光器單巴器件CW工作模式下的熱加速壽命試驗(yàn)

        2019-09-16 05:23:16聶志強(qiáng)王明培孫玉博李小寧
        發(fā)光學(xué)報(bào) 2019年9期
        關(guān)鍵詞:焊料輸出功率器件

        聶志強(qiáng), 王明培, 孫玉博, 李小寧, 吳 迪

        (1. 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所 瞬態(tài)光學(xué)與光子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安 710119;2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 3. 西安炬光科技股份有限公司, 陜西 西安 710077)

        1 引 言

        隨著半導(dǎo)體激光技術(shù)的發(fā)展[1-8],高功率半導(dǎo)體激光器(HLD)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,涵蓋了工業(yè)、航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用當(dāng)中,可靠性是一個(gè)非常重要的性能[9-18]。因此,壽命評(píng)估和可靠性分析技術(shù)成為HLD實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。加速壽命測(cè)試能夠快速監(jiān)測(cè)失效過程,揭示器件設(shè)計(jì)過程中的薄弱環(huán)節(jié)以及器件材料及其組件的缺陷等,為優(yōu)化芯片和封裝結(jié)構(gòu)提供指導(dǎo)[9-13],是壽命評(píng)估和可靠性分析的重要技術(shù)手段。

        HLD是用金屬焊料(如銦或者金錫)將芯片和熱沉良好地鍵合在一起的器件。在工作時(shí)器件承受大電流和高溫的影響,經(jīng)過一段時(shí)間后因?yàn)殡?、熱、機(jī)械應(yīng)力和材料疲勞等原因失效,例如體退化、面退化和焊料相關(guān)退化。體退化指的是芯片生長(zhǎng)過程中引入的缺陷在器件長(zhǎng)期工作時(shí)傳播生長(zhǎng)最終導(dǎo)致器件失效的退化。面退化指的是器件工作過程中芯片腔面上光吸收、氧化發(fā)熱導(dǎo)致腔面老化的退化。焊料相關(guān)退化是焊接應(yīng)力、電遷移、電熱遷移形成的物理缺陷和微結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致器件短路、斷路、應(yīng)力增大和熱阻升高的退化。

        HLD退化按照快慢分為突然失效、快速退化和緩慢退化[9-11]。HLD的失效率可以用經(jīng)典“浴盆曲線”進(jìn)行總結(jié)。第一階段是早期失效期,器件失效率較高,與有源區(qū)的嚴(yán)重缺陷、腔面污染和機(jī)械損傷有關(guān)。第二階段是偶然失效期,較低的失效率是由器件隨機(jī)缺陷造成的。第三階段稱為耗損失效期,該階段失效率高,引起器件退化的因素包括體內(nèi)和表面非輻射復(fù)合中心的形成與增加,焊接應(yīng)力生成的暗線缺陷、金屬間化合物的形成和生長(zhǎng)、金屬電遷移導(dǎo)致的熱阻增大等。為了衡量退化的快慢,我們可以測(cè)量并記錄半導(dǎo)體激光器(LD)在恒定驅(qū)動(dòng)電流下的輸出功率或在恒定輸出功率下的驅(qū)動(dòng)電流隨老化時(shí)間的變化情況。如果LD在恒定的驅(qū)動(dòng)電流下工作,則可以通過輸出功率的快速下降來判定器件的快速退化。輸出功率的突然降低是災(zāi)變性退化的典型特征。慢退化發(fā)生在器件工作較長(zhǎng)一段時(shí)期后,這種退化的典型特征是在恒定驅(qū)動(dòng)電流下LD輸出功率逐漸降低。由于實(shí)際時(shí)間和資源的限制,常溫條件下壽命驗(yàn)證花費(fèi)時(shí)間非常長(zhǎng),而通過在高溫下對(duì)器件進(jìn)行熱加速壽命試驗(yàn)可以顯著減少器件測(cè)試時(shí)間[11-18]。國(guó)內(nèi)方面,路國(guó)光等[11-12]研制了LD加速壽命自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng),對(duì)1.7 W的脈沖LD和20 W連續(xù)HLD分別進(jìn)行了50 ℃和70 ℃的加速老化試驗(yàn)。高松信等[13]開展了100 W脈沖LD在冷卻水溫度為20 ℃和35 ℃的加速壽命實(shí)驗(yàn)。BAO等[14]分析比較了單管LD在50 ℃和80 ℃的壽命。國(guó)外方面,KANSKAR等[15]開展了70 ℃下2 W的970 nm的LD的加速老化研究。HAUSLER等[16]開展了45 ℃下2 W左右的810 nm的LD的加速老化研究。BERK等[17]研究了-55~80 ℃下808 nm脈沖HLD的壽命。ZOU等[18]報(bào)道了2 W左右的920 nm和970 nm的LD加速壽命推算達(dá)到1億小時(shí)。

        本文對(duì)18個(gè)808 nm額定功率60 W(CW條件下電流60 A)的銦焊料封裝的傳導(dǎo)冷卻(CS)型HLD單巴器件進(jìn)行了熱加速壽命試驗(yàn)。基于構(gòu)建的壽命數(shù)學(xué)模型,估計(jì)出該CS單巴器件在室溫下的平均壽命,此外我們還展示和分析了該CS器件的退化現(xiàn)象。

        2 器件結(jié)構(gòu)及性能

        如圖1(a)、(b)所示,本文采用的銦焊料封裝的CS器件由5個(gè)部分組成:激光芯片(巴條),陰極塊、N極銅箔、絕緣片和熱沉底座。巴條經(jīng)過Ti-Pt-Au表面金屬化后陽(yáng)極面向下通過銦焊料鍵合在拋光鍍金的銅熱沉上。Ti-Pt-Au金屬化層主要作用是在巴條和芯片之間提供良好的浸潤(rùn)性并阻止和減緩焊料向巴條的擴(kuò)散。銅熱沉是器件的陽(yáng)極端,封裝在巴條頂部的銅箔則作為陰極。器件熱流密度分布的矢量圖表明,巴條產(chǎn)生的大量熱量主要從陽(yáng)極面擴(kuò)散,經(jīng)由銦焊料層注入銅熱沉,如圖1(c)所示。根據(jù)熱流密度矢量的方向和熱流密度的發(fā)散角,巴條有源層前腔面附近區(qū)域的散熱能力與后腔面區(qū)域相比顯然更差,這主要是因?yàn)榘蜅l前腔面鍵合在熱沉邊緣而巴條后腔面鍵合在熱沉內(nèi)部,前腔面的熱流路徑少于后腔面熱流路徑。

        圖1 (a)銦焊料封裝的CS器件樣品;(b)器件結(jié)構(gòu)示意圖;(c)器件熱流分布矢量圖。

        Fig.1 (a) Conduction-cooled-packaged 808 nm high power diode laser bar packaged by Indium solder. (b) Schematic diagram of the device. (c) Thermal flux distribution.

        HLD最基本表征方法是LIV表征,即通過給器件增加正向電流(I)過程中,測(cè)量器件的電壓(V)和光功率(L),所得到的信息通常被稱為L(zhǎng)IV曲線。典型的CS器件光電特性如圖2所示,我們可以看到在低電流時(shí),有源區(qū)的增益較低,無激光輸出。當(dāng)電流增加超過閾值電流時(shí),器件發(fā)射的激光功率隨著電流增大而快速增加。激光芯片腔長(zhǎng)的增加可以提高半導(dǎo)體激光器的輸出功率,因

        為腔長(zhǎng)變長(zhǎng)使得激光在腔內(nèi)的增益變得更大,然而長(zhǎng)腔長(zhǎng)芯片的封裝難度大,因?yàn)樾酒蜔岢敛牧系臒崤蛎浵禂?shù)不匹配,在回流過程中熱沉收縮大于芯片的收縮,因而在芯片內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力。芯片特別容易因?yàn)榉庋b應(yīng)力而導(dǎo)致破損。這里巴條長(zhǎng)度為1 cm,厚度為150m左右,腔長(zhǎng)為2 mm,包含19個(gè)發(fā)光點(diǎn),每個(gè)發(fā)光點(diǎn)的寬度為150 μm,填充因子為30%。

        熱加速壽命試驗(yàn)的18個(gè)CS器件來自于同種工藝下生產(chǎn)的同一批產(chǎn)品,并經(jīng)過24 h老化,這樣可以保證不同器件的性能基本相同,這是壽命試驗(yàn)的前提。在電流60 A和熱沉溫度25 ℃下,這18個(gè)CS器件的參數(shù)范圍是連續(xù)輸出功率(Pop)介于59~61 W之間,閾值電流(Ith)介于9~11 A之間,斜率效率(Slope Eff.)介于1.15~1.25 W/A,電光轉(zhuǎn)換效率(Eff.@Iop)介于57%~58.5%之間,中心波長(zhǎng)介于807.5~810.0 nm之間,光譜半高全寬(FWHM)介于1.72~1.85 nm之間。FW90%Energy參數(shù)指的是激光光譜中90%能量對(duì)應(yīng)的譜寬,這個(gè)參數(shù)配合FWHM參數(shù)可以更全面地表征HLD的光譜性能,這里CS器件的FW90%Energy介于2.47~4.32之間。這18個(gè)CS器件的性能參數(shù)有略微的差異,這是由于相同晶圓片生長(zhǎng)工藝和封裝工藝的隨機(jī)波動(dòng)疊加造成的。

        圖2是試驗(yàn)開始前其中4個(gè)CS器件25 ℃下的LIV曲線和光譜特性。我們看到4個(gè)器件當(dāng)中2553#器件的閾值電流最低,說明其芯片損耗小性能高,對(duì)應(yīng)的電光轉(zhuǎn)換效率也最高。然而,2553#器件的斜率效率卻是最低的,這說明閾值電流僅僅反映器件性能的一個(gè)方面,影響斜率效率的還有其他因素,例如封裝方面。如果器件散熱不好,對(duì)閾值電流沒有影響,但是熱積累造成非輻射復(fù)合增多,因此閾值電流大不一定斜率效率就小。2490#器件的FWHM參數(shù)與其他3個(gè)器件相差不大,只有0.12 nm左右,但是由于光譜左翼存在小凸起,導(dǎo)致FW90%Energy值非常大,與其他3個(gè)器件相差大于1 nm。這18個(gè)器件將在55,65,80 ℃下進(jìn)行加速壽命測(cè)試,其中2553#器件在55 ℃下試驗(yàn),2490#和4779#器件在65 ℃下試驗(yàn),2535#器件在80 ℃下試驗(yàn)。

        圖2 編號(hào)為2553#(a)、2490#(b)、4779#(c)和2535#(d) 的CS器件的LIV測(cè)試曲線和光譜圖。

        Fig.2LIVcurves and spectra of CS devices of product number 2553#(a), 2490# (b), 4779#(c) and 2535#(d) at ambient temperature.

        3 CS器件熱加速壽命試驗(yàn)

        本文工作中的熱加速壽命試驗(yàn)設(shè)備如圖3(a)所示,包括HLD驅(qū)動(dòng)模塊、溫度控制模塊、電路保護(hù)模塊和計(jì)算機(jī)控制模塊。所有3組18個(gè)CS器件測(cè)試樣品在電流60 A下與電流源串聯(lián),如圖3(b)所示,這樣保證所有樣品的測(cè)試電流一致。按照55,65,80 ℃ 3個(gè)不同溫度分成3組,每組6個(gè)CS巴條器件樣品,在對(duì)應(yīng)的溫度下3組同時(shí)進(jìn)行熱加速壽命試驗(yàn)。測(cè)試中每組6個(gè)CS器件產(chǎn)生的熱量很大,為了使熱沉溫度維持在55,65,80 ℃,需要傳導(dǎo)出大量的熱量并精確地控制器件熱沉溫度。在測(cè)試平臺(tái)中,溫度控制模塊包括兩個(gè)部分:一部分是安裝有半導(dǎo)體冷卻器(TEC)的金屬夾具,用于精確控制器件熱沉溫度;另一部分是TEC下面的水冷塊,用于帶走TEC的熱量。CS器件壽命終止的判據(jù)是輸出功率下降為初始值的80%。這里的“初始值”指的是該工作溫度下對(duì)應(yīng)的初始輸出激光功率,而不是常溫下的激光功率。在80 ℃下CS器件的初始功率一般是45 W左右,那么經(jīng)過一段時(shí)間后CS器件激光功率下降為36 W時(shí)就認(rèn)為該器件壽命終止了。同理,65 ℃下CS器件的初始功率大概在50 W左右,器件壽命終止點(diǎn)是40 W。55 ℃下CS器件的初始功率大概在55 W左右,器件壽命終止點(diǎn)是44 W左右。55,65,80 ℃下CS器件功率衰減曲線和利用最小二乘法得到的擬合結(jié)果如圖4所示。

        圖3 (a)熱加速壽命測(cè)試裝備;(b)18個(gè)CS測(cè)試樣品。

        Fig.3 (a) Thermal accelerated aging test equipment. (b) Three groups of the series eighteen CS samples.

        圖4(a)中熱沉溫度在55 ℃下CS器件激光功率隨時(shí)間的變化曲線顯示3個(gè)CS器件(4180#、3571#和4808#)在500 h左右快速失效,而其他3個(gè)CS器件(4794#、4183#和2553#)光輸出功率逐漸衰減,在1 500 h后緩慢失效。圖4(b)顯示在65 ℃下兩個(gè)CS器件(3176#和4807#)在200 h左右快速失效,其他4個(gè)CS器件(2284#、4779#、2490#和3575#)在600~1 000 h之間緩慢失效。圖4(c)中80 ℃下5個(gè)CS器件(2507#、4808#、2535#、3245#和4782#)在200~300 h之間突然失效,而只有一個(gè)CS器件(4793#)在300 h后逐漸失效??梢钥闯鏊蠧S器件的輸出功率在熱加速壽命試驗(yàn)期間都降低了,而且高溫條件下功率衰減速度明顯大于低溫條件,CS器件在高溫條件下的壽命遠(yuǎn)小于低溫條件。

        圖4 CS器件在不同熱沉溫度55,65,80 ℃下的功率衰減曲線(a)、(b)、(c)和利用最小二乘法得到的擬合結(jié)果(d)、(e)、(f)。

        Fig.4 Thermal accelerated aging test curves of HLD(a), (b), (c) and the fitted curve(d), (e), (f) with least square method under heat sink temperature of 55, 65, 80 ℃.

        本文引用了Yamakoshi的發(fā)光管光功率緩慢退化公式[19],在此基礎(chǔ)上參考了“電子元器件壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)方法”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[20],根據(jù)低溫和高溫條件下壽命的函數(shù)關(guān)系推導(dǎo)出常溫下該銦焊料封裝的CS型單巴器件的壽命。激光器輸出功率和工作時(shí)間的關(guān)系可以表示為下式:

        Pt=P0exp(βt),

        (1)

        式中,Pt代表器件t時(shí)刻的輸出功率,P0代表初始時(shí)刻器件的輸出功率,而β代表退化系數(shù),β可根據(jù)阿列尼烏斯(Arrhenius)公式表達(dá)為如下形式:

        β=IFβ0exp(-Ea/kT),

        (2)

        式中IF是工作電流,β0是一個(gè)常數(shù),Ea代表激活能,T為有源區(qū)的絕對(duì)溫度,k=8.617310-5eV/K,為玻爾茲曼常數(shù)。我們看到退化系數(shù)與溫度的倒數(shù)成指數(shù)關(guān)系。

        對(duì)公式(1)等號(hào)兩邊求對(duì)數(shù),然后把圖4(a)、(b)、(c)中各個(gè)器件的時(shí)間-功率數(shù)據(jù)代入變形后的公式(1),利用最小二乘法就可以擬合出每個(gè)器件的功率衰減曲線,如圖4(d)、(e)、(f)所示。與此同時(shí),根據(jù)功率衰減曲線我們得到每個(gè)器件的退化系數(shù)β,如表1所示。

        表1 熱加速壽命試驗(yàn)下的退化系數(shù)β

        為了估計(jì)壽命,有必要確定壽命終止的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于本次熱加速壽命試驗(yàn),我們將HLD壽命定義為器件輸出功率下降到初始值的80%對(duì)應(yīng)的老化時(shí)間。利用該定義我們可以根據(jù)公式(1)中輸出功率與工作時(shí)間的指數(shù)關(guān)系,即圖4(d)、(e)、(f)推導(dǎo)出每個(gè)CS器件的估計(jì)壽命。表2就是利用這種方法得到的熱沉溫度為55,65,80 ℃時(shí)的每個(gè)CS器件估計(jì)壽命的一個(gè)匯總,每個(gè)溫度下對(duì)應(yīng)的6個(gè)器件的壽命都可以計(jì)算得到。我們看到在55 ℃下器件的最小壽命為133 h、最大為1 676 h,在65 ℃下器件的最小壽命為65 h、最大為1 105 h,在80 ℃下器件的最小壽命為121 h、最大為632 h。從表面上看該CS器件的壽命在同一溫度下各不相同,而且壽命大小似乎與熱沉溫度不成反比,比如80 ℃下器件的最小壽命就大于65 ℃下器件的最小壽命。實(shí)際上,壽命估計(jì)是一種概率估計(jì),真實(shí)器件的壽命按照一定概率分布于壽命估計(jì)值附近。這里我們可以簡(jiǎn)單地取55,65,80 ℃下6個(gè)器件的壽命平均值作為壽命估計(jì)值,如表2所示,分別為1 022,622,313 h,可以明顯看到該CS器件的平均壽命與熱沉溫度是成反比的。一般來說,在相同溫度下退化系數(shù)越大,壽命越小(如3571#器件和4183#器件相比),但是,不同溫度下比較退化系數(shù)就沒有意義(如3571#器件和4793#器件)。

        表2 熱加速壽命試驗(yàn)下的平均壽命值

        下面我們將建立溫度與壽命估計(jì)值之間的函數(shù)關(guān)系,從而推導(dǎo)出常溫下的器件壽命。首先計(jì)算激活能,根據(jù)公式(1)有

        (3)

        其中P1t、P10、β1、L1和P2t、P20、β2、L2是器件1和器件2的壽命點(diǎn)光功率、初始光功率、退化系數(shù)和壽命,根據(jù)HLD器件壽命定義為

        P1t/P10=exp(β1L1)=

        P2t/P20=exp(β2L2)=80%,

        (4)

        因此有

        β1L1=β2L2?β1/β2=L2/L1,

        (5)

        根據(jù)公式(2)可以得到

        (6)

        兩式相除得到

        β1/β2=exp(Ea/kT2-Ea/kT1),

        (7)

        把公式(5)代入公式(7)得到

        L2/L1=exp(Ea/kT2-Ea/kT1),

        (8)

        等號(hào)兩邊取對(duì)數(shù)得到

        (9)

        Arrhenius公式(見公式(2))中的溫度指的是芯片有源區(qū)溫度。由于器件熱阻的存在,芯片有源區(qū)的溫度要比熱沉溫度高約25 ℃,因此有源區(qū)溫度為

        T25 ℃=25+273+25=323 K,

        T55 ℃=55+273+25=353 K,

        T65 ℃=65+273+25=363 K,

        T80 ℃=80+273+25=378 K。

        把熱沉溫度為55 ℃和65 ℃的情況代入公式(9)得:

        0.551 88,

        (10)

        把熱沉溫度為65 ℃和80 ℃的情況代入公式(9)得:

        0.577 51,

        (11)

        把熱沉溫度為55℃和80℃的情況代入公式(9)得:

        0.566 84,

        (12)

        最終得到該CS器件激活能為Ea=(Ea1+Ea2+Ea3)/3=0.565 41。把激活能代入公式(8)得

        5 744 h,

        5 815 h,

        5 726 h,

        (13)

        我們最終估計(jì)出熱沉25 ℃下的器件壽命L25 ℃=(L25 ℃-1+L25 ℃-2+L25 ℃-3)/3=5 762 h。可以看出在55 ℃的熱沉溫度下器件壽命加速了5倍,而在65 ℃下失效加速了8.5倍,80 ℃下加速壽命系數(shù)為17倍。相比于常溫壽命測(cè)試,整個(gè)熱加速壽命試驗(yàn)節(jié)省4 000多小時(shí)。

        4 缺陷及退化分析

        18個(gè)CS器件經(jīng)過熱加速壽命試驗(yàn)后常溫下有的失效有的沒有失效,沒失效的器件在常溫電流60 A下性能都發(fā)生明顯變化。圖5所示的是2553#、2490#、4779#和2535#CS器件經(jīng)過熱加速壽命試驗(yàn)后在熱沉溫度25 ℃下的LIV曲線和光譜特性。相比于熱加速壽命試驗(yàn)前的器件性能,Pop分別降低了2.74,11.44,11.61,13.81 W,Ith分別增大了3.19,5.31,6.77,8.55 A,斜率效率分別降低了-0.04,0.11,0.06,0.07 W/A,Eff.@Iop分別降低了2.25%、10.03%、10.73%、12.46%,峰值波長(zhǎng)紅移分別為3.7,1.23,2.84,5.3 nm,中心波長(zhǎng)紅移分別為3.5,1.4,2.83,4.79 nm,F(xiàn)WHM增大了-0.01,0.98,0.8,-0.01 nm,F(xiàn)W90%Energy參數(shù)增大了0.6,-0.01,1.46,3.81 nm。

        由上述分析可知,經(jīng)過熱加速壽命試驗(yàn)后,2553#器件Ith升高最小且斜率效率略有增大,所以對(duì)應(yīng)的Pop和Eff.@Iop降低都最小,雖然FWHM幾乎不變,但FW90%Energy增大非常明顯。2535#器件的Ith升高最大且斜率效率也增大明顯,所以對(duì)應(yīng)的Pop和Eff.@Iop降低最大,雖然FWHM幾乎不變,但FW90%Energy增大最大。2490#器件在熱加速壽命試驗(yàn)前的光譜存在“左肩膀”,導(dǎo)致初始FW90%Energy就非常大,經(jīng)過熱加速壽命試驗(yàn)后雖然“左肩膀”消失,但光譜整體增寬,所以FW90%Energy雖然沒有增大,但FWHM增大最大。4779#器件經(jīng)過熱加速壽命試驗(yàn)后光譜左翼產(chǎn)生一個(gè)小峰,導(dǎo)致FW90%Energy增大明顯。另外,4個(gè)器件的峰值波長(zhǎng)和中心波長(zhǎng)都發(fā)生明顯紅移。所有這些現(xiàn)象說明經(jīng)過熱加速壽命試驗(yàn)后,一方面激光芯片內(nèi)部缺陷生長(zhǎng)導(dǎo)致芯片退化,另一方面焊料退化導(dǎo)致器件散熱變差。

        圖5 編號(hào)為2553#(a)、2490#(b)、4779#(c)和2535#(d) 的HLD巴條器件經(jīng)過熱加速壽命試驗(yàn)后的LIV測(cè)試曲線和光譜圖。

        Fig.5LIVcurves and spectrum of HLD of product number 2553#(a), 2490#(b), 4779#(c) and 2535#(d) with the current 60 A at ambient temperature after accelerated aging test.

        5 結(jié) 論

        本文對(duì)銦焊料封裝的中心波長(zhǎng)為808 nm的18個(gè)CS型HLD單巴器件在恒定電流60 A條件下進(jìn)行了55,65,80 ℃ 3組不同熱沉溫度下的熱加速壽命試驗(yàn),所有樣品的輸出功率在加速壽命測(cè)試期間都降低,平均壽命依次為1 022,620,298 h。根據(jù)YamaKoshi方程和Arrhenius公式對(duì)老化數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,得到該器件的激活能為0.565 41 eV,從而外推得到器件在室溫下的壽命為5 762 h??梢?5 ℃下器件壽命加速了5倍,而在65 ℃下失效加速了8.5倍,對(duì)于80 ℃,加速壽命系數(shù)為17倍。相比于常溫壽命測(cè)試,整個(gè)熱加速壽命試驗(yàn)可以節(jié)省4 000多小時(shí)。此外,我們還分析了器件熱加速壽命試驗(yàn)后的性能,認(rèn)為一方面激光芯片內(nèi)部缺陷生長(zhǎng)導(dǎo)致退化,另一方面焊料老化導(dǎo)致器件散熱變差,從而造成功率和效率的降低和光譜變寬且紅移。

        目前,國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中對(duì)如此多數(shù)量、高功率和高溫度的半導(dǎo)體激光器熱加速壽命試驗(yàn)的報(bào)道幾乎沒有,究其原因,本文試驗(yàn)成本高,時(shí)間長(zhǎng),而且高功率輸出的條件下對(duì)老化系統(tǒng)的熱管理水平要求也非常高,這些是本工作的特色和具有指導(dǎo)意義的地方。我們希望通過報(bào)道該試驗(yàn)和詳細(xì)計(jì)算過程,為科研人員研制和使用同類型大功率半導(dǎo)體激光器提供參考,從而推動(dòng)大功率半導(dǎo)體激光器的研究和應(yīng)用。

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