高温老化筛选用于激光二极管制造中,以筛选出可能具有不可接受的短寿命的器件,并确保剩余的激光器具有统计上可接受的可靠性水平。由于老化对制造成本和周期时间的影响,老化时间通常少于100小时。
器件通常根据高温老化前后测量的一个或多个关键运行参数的变化进行筛选。通常测量的操作参数和筛选标准如下表1所示。筛选标准是通过一系列工程试验制定的,用于确定最有效的老化条件。老化温度和工作电流应尽可能高,以尽量减少老化时间,但不要太高,以免触发被筛选零件在正常工作条件下不存在的退化模式。老化条件和筛选标准的选择因激光器类型的不同而显著不同,可能相当复杂。
表 1 常规测试工作参数及筛选标准
工作参数 | 符号 | 典型筛选标准 |
阈值电流 | Ith | 变化 >5%~30% |
在特定工作电流下的输出光功率 | Pop@Iop | 变化 >5%~30% |
达到特定输出光功率所需的电流 | Iop@Pop | 变化 >5%~30% |
斜率效率 | n | 变化 >5%~30% |
生产老化筛选的两种最常见的测试策略如下:
现场测试老化:在产量较低的情况下,或当工程评估和老化使用同一系统时,在用于老化的同一系统中执行参数测试更划算。在这种情况下,可连续或在老化循环开始和结束时获取参数数据。
单独测试老化:在几乎所有其他情况下,使用与参数测试系统分离的简单恒流恒温老化室更划算。半自动参数测试系统可以在一个8小时的轮班中处理1000多只激光器的测试需求。这种方法还有一个优点,即参数测试系统也可以设计为包含难以在现场测试系统中实现的光谱测量。在实践中,制造老化测试的挑战是以极低的成本实现大量和精确的测量。即使在每天1000个零件的中等生产量下,用于电信应用的TO CAN封装激光二极管的老化测试总成本也可能高达每个零件0.50美元。在这样的激光器的售价低于10美元每只的市场中,这是一个重要的成本因素。
总结
在激光二极管的开发和制造过程中,寿命测试和老化是重要的测试过程。虽然这些测试过程原则上很简单,但由于激光类型的多样性、低成本的要求以及长时间高稳定性测量的需要,实际测试很复杂。在过去三十年中,设备和技术不断发展,以支持这一有趣的技术领域。
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