為什么半導(dǎo)體激光器在工作中易退化
 

　　半導(dǎo)體激光器又稱激光二極管，是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的激光器。由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異，不同種類產(chǎn)生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質(zhì)有砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵(lì)方式有電注入、電子束激勵(lì)和光泵浦三種形式。半導(dǎo)體激光器件，可分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)等幾種。同質(zhì)結(jié)激光器和單異質(zhì)結(jié)激光器在室溫時(shí)多為脈沖器件，而雙異質(zhì)結(jié)激光器室溫時(shí)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。

 

　　半導(dǎo)體激光器本身比較嬌嫩，從它剛出現(xiàn)就面臨著使用壽命的問題，經(jīng)過不斷的研究改進(jìn)，目前激光器的壽命可達(dá)10萬小時(shí)，以能夠滿足光纖通信使用的需要。激光器在工作中易退化的原因主要有以下幾個(gè)方面：

 

　　ａ、半導(dǎo)體激光器的管芯極小，工作電流密度和光功率密度很高，而作為激光物質(zhì)的半導(dǎo)體單晶材料又較容易發(fā)生缺陷，這些缺陷在電和光的作用下逐漸發(fā)展，從而引起器件性能的退化。

 

　?。?、半導(dǎo)體激光器的鏡面是用解理工藝形成的，鏡面本身受到環(huán)境條件影響而污染也會(huì)也會(huì)導(dǎo)致激光器性能退化。

 

　　ｃ、管芯焊接也是關(guān)鍵技術(shù)，管芯焊在熱沉之上，而有源去距離熱沉只有幾微米；半導(dǎo)體激光器工作會(huì)發(fā)熱，如果焊料太多，受熱時(shí)會(huì)發(fā)生緩慢的攀移，使半導(dǎo)體激光器發(fā)生短路，導(dǎo)致激光器退化。

 

　　ｄ、隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，激光器的閾值電流會(huì)緩慢增加，從而導(dǎo)致激光器退化。

 

　　半導(dǎo)體激光器工作壽命的定義并不統(tǒng)一，生產(chǎn)廠家在其產(chǎn)品說明書中提供了足夠資料。有的廠家認(rèn)為當(dāng)激光器工作一段時(shí)間以后，其閾值電流增大到初始值得1.1倍就宣告失效；采用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并不意味著激光器此時(shí)就不能激射，只說明器件本身特性已經(jīng)偏離原始狀態(tài)有一定距離，如果讓器件勉強(qiáng)工作，除非更進(jìn)一步加大注入電流；此時(shí)發(fā)熱更嚴(yán)重，對(duì)自動(dòng)功率控制也不利，因?yàn)楣ぷ鳡顟B(tài)偏離太大，激光器的工作波長(zhǎng)和譜線結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生較大變化。有時(shí)也會(huì)把閾值電流增大到初始值的1.15或1.25作為激光器壽命的標(biāo)準(zhǔn)。半導(dǎo)體激光器的壽命預(yù)測(cè)也是比較復(fù)雜的工作；同一批制作的激光器，其壽命也是不同的，有的可能工作幾小時(shí)就失效，有的可能工作長(zhǎng)達(dá)10萬小時(shí)。在室溫下進(jìn)行壽命試驗(yàn)，時(shí)間耗費(fèi)十分驚人，通常進(jìn)行高溫老化試驗(yàn)，就批量的半導(dǎo)體而言，其壽命的分散符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布規(guī)律。