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大功率激光二极管可靠性测试简述

2013-06-14 17:08
冷血の爱
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  ——大功率激光器被广泛应用于各种合金或钢材的打标、切割及表面硬化等。某些场合激光器工作于1%或以上占空比的脉冲模式下以期获得更高的光能强度。这一方式在避免激光器过热的同时仍可在短时间内提供极高的光功率。

  尽管半导体激光器是现有光电转换效率最高的方式,但也鲜有能达到50%以上转换效率的实例。 这意味着那些出光功率在100 W或以上的器件同时需要处理至少100 W的热能。根据光发射过程中的物理原理,激光器只能在电流和光强度非常高的状态下工作,高功率激光Bar也不例外。如同其他所有的功率半导体器件,多个互相紧靠着的单管器件将超大量的热能汇集在了极小的一个体积内。

  更为令人不安的是,一个激光器受热愈多,其将电能转换为光能的效率愈低。因此一旦一个激光Bar无法得到有效的冷却,它的温度就会升高,从而导致光电转换效率降低并进一步带来更多热量,这将导致一个灾难性的结果,我们称之为“热逸散”。

  因此需要进行可靠性测试。在器件任何测试或老化过程中,有两种基本方式来控制激光器温度恒定,激光器热沉及空冷/水冷底板直接接触的方式,常用于80 W以下的中等功率器件。对于大功率激光器则会采用内部自有的水冷微通道,这一结构允许冷却水在激光器下方约100 μm处通过。良好的温度控制是测试任何激光器可靠性的前提,毕竟所有的重要指标都与温度直接相关。

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