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.     

双应力交叉步进加速退化试验下大功率半导体激光器寿命预测方法

高可靠性已成为大功率半导体激光器实用化的重要指标之一,而寿命预测是大功率半导体激光器可靠性评估的首要环节。文中提出了一种双应力交叉步进加速退化的试验方法,对830 nm F-mount封装的大功率半导体激光器进行了四种不同的双应力条件A[22℃,1.4 A],B[42℃,1.4 A],C[42℃,1.8 A],D[62℃,1.8 A]下的电流-温度交叉步进加速退化试验研究,对光输出功率退化轨迹进行拟合,按照80%功率退化作为失效判据,结合修正后的艾琳模型和威布尔分布外推得到器件在正常工作条件下的平均失效时间(MTTF)为5 811 h。文中给出了完整的加速退化模型建立过程与详细的外推寿命计算方法,并对模型进行了准确性检验,误差不超过10%。该方法相比单应力恒定加速试验方法,可以大幅度节约试验时间和试验成本,这对于大功率半导体激光器的自主研制具有重要的指导意义。     

半导体激光器加速寿命测试系统研制

介绍了半导体激光器(LD)加速寿命测试的理论依据,给出了寿命测试的数学模型,并据此研制了新型LD寿命测试系统。该系统在密封抽真空充氮环境下,通过采集恒功工作LD的工作电流随时间变化的信息及所处环境的温度,绘制出LD的老化曲线,即恒功条件下的“I-t曲线”,然后推断LD的使用寿命。     

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。     

单bar大功率半导体激光器寿命评价技术

大功率半导体激光器工程应用要求其寿命大于109脉冲次数,如何在短时间内快速获得大功率半导体激光器的长寿命指标,是目前业界普遍关注的问题。文中针对808nm大功率半导体激光器单bar器件,进行了温度25℃、电流100 A和温度50℃、电流100 A及温度50℃、电流115 A 3组寿命评价试验,综合利用线性回归分析、最小二乘法、拟合优度检验等统计学相关知识,确定单bar大功率半导体激光器恒温25℃外推寿命为2.86×109次脉冲次数(7 950 h),激光器激活能为0.21 eV,加速因子为1.88。并通过数据分析,确定恒温25℃最佳寿命试验时间为4 000 h,此时,既能保证外推结果的准确性,又能降低试验时间和成本,实现短期寿命试验数据对大功率半导体激光器长寿命的快速评价。     

基于马尔科夫过程的半导体激光器空间辐射可靠性分析

通过对半导体激光器辐射效应的分析,得到了器件在空间环境中的损伤规律和退火规律.根据辐射效应的特点,将器件的性能退化表示为泊松过程与指数过程的结合,建立了基于马尔科夫过程的可靠性模型,利用一步概率转移矩阵获得了故障概率分布函数、可靠度函数以及平均故障前时间的计算方式.根据已有数据,对半导体激光器在空间辐射环境中的性能退化过程进行了仿真,得到了总测试时间为100 000 h时器件的故障概率分布曲线,计算得出平均故障前时间约为42 758.9 h,此时器件可靠度为0.451.分析了不同时间条件下器件的状态概率分布律,结果符合器件性能退化的一般规律,能够描述出器件的失效过程.     

长寿命He-Ne激光器的加速寿命试验

本文主要介绍一种检验He-Ne激光管寿命的新方法——加速寿命试验.     

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。     

浅谈高加速寿命试验和高加速应力筛选

本文简要介绍了高加速寿命试验(HALT)和高加速应力筛选(HASS)试验技术的产生、作用及应用对象，重点阐述了HALT／HASS试验技术基本原理和试验过程．     

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。     

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。     

高加速寿命试验(HALT)与高加速环境应力筛选(HASS)

将高加速寿命试验与高加速环境应力筛选引入产品的设计、研制和生产中，可在产品批量生产前消除设计缺陷，缩减开发时间和成本，快速提高产品的可靠性并增强市场竞争力。     

高加速寿命试验和高加速应力筛选技术

文中简单介绍高加速寿命试验和高加速应力筛选（HALT＆HASS）技术,重点从其原理、试验方法阐述该技术如何缩减研发时间与成本,达到提高产品可靠性和增强市场竞争力的目的。     

定数截尾Weibull分布下恒定应力加速寿命试验统计分析

设产品寿命服从Weibull分布，尺度参数为η＞0，形状参数为m＞0，在加速应力水平Si下，加速方程为Inηi=a＋bφ（Si）（i=1，2，…，k）本文绘出了定数截尾Weibull分布各应力下形状参数mi的极大似然估计的一种改进迭代算法，利用[1]类似的方法对各应力下所得估计进行修正，后对各应力下mi的估计值进行加权平均得m的近似无偏估计；利用定数截尾Weibull分布尺度参数ηi的极大似然估计，通过Weibull分布与指数分布之间不关系以及指数分布的性质，求得各应力下尺度参数的自然对数Inηi的近似无偏估计，利用Inηi的估计值与加速方程，建立线性模型，利用Gauss－Markov定理得加速方程系数a和b的近似最佳线性无偏估计值．通过模型由此可求出正常应力S0下各种可靠性特征量的估计．模拟结果表明本方法是具有较高的精度，且本方法计算比较简单，在工程上比较适用．     

高加速寿命试验和高加速应力筛选技术综述

介绍高加速寿命试验和高加速应力筛师技术的概念、测试步骤,并举例说明HALT和HASS试验箱的性能指标和详细参数、HALT和HASS试验系统的校准方法及注意事项。     

基于加速寿命理论和应力强度干涉模型的可靠度评估

应力强度干涉模型可以用来计算产品的可靠度,然而要想利用这一模型,必须要获得相对准确的应力分布和强度分布,才能计算其干涉部分的面积.首先,利用加速寿命试验的方法,通过多组试验,获得了产品的强度分布情况;然后,利用应力强度干涉模型对产品的可靠性进行了评估.     

高加速寿命试验和高加速应力筛选试验技术综述

高加速寿命试验和高加速应力筛选试验技术是近几年不断发展起来的可靠性新技术。就HALT＆HASS技术与传统的可靠性试验进行比较,重点阐述HALT＆HASS的概念、特点以及测试步骤和注意事项。     

空间应用二极管激光器的可靠性

本文研究了二极管激光器空间应用的可靠性。对量子阱激光器（AlGaAs／GaAsP808nm）做加速寿命试验，在超过10000h后，对不同应力状态下的120个发射管进行试验，未发现突然失效。激光器20000h逐渐老化后，用复合增强缺陷产生效应模拟和非线性混杂效应模型统计分析；并用阴极射线成像方法，对逐渐老化器件进行了研究。统计分析表明了二极管激光器应用于航天设备的可靠性。     

808 nm大功率半导体激光器的加速老化实验

对InGaAsP/GaAs有源区无铝的808 nm大功率半导体激光器进行了高温恒流加速老化实验,得到了器件在高温条件下的寿命,利用外推公式推算出激光器在室温条件下工作的寿命可超过30000 h.讨论了实验中出现的灾变退化现象,提出了防止灾变退化的几种方法.     

高加速寿命试验和高加速应力筛选试验技术研究

高加速寿命试验（HALT,highly accelerated life test）和高加速应力筛选试验（HASS,highly accelerated stress test）技术是近年来不断发展起来的可靠性新技术,其工作原理、试验目的、应力要求等与传统的可靠性试验有所不同,是考核与提高产品质量与可靠性的强有力的工具。本文将就HALT＆HASS技术与传统的可靠性试验进行比较,重点阐述HALT＆HASS的特点、关键保证,以及如何利用现有可靠性试验设备逐步开展该试验,以达到缩减研发时间与成本,提高产品可靠性和增强市场竞争力的目的。