Investigation of 980nm Ridge Waveguide Lasers with Current Non-Injection Regions by He Ion Implantaion

The technology of He ion implantation for improving the catastrophic optical damage (COD) level of 980nm semiconductor lasers is introduced.After He ion implantation,p-GaAs obtain higher resistivity than before.About 25μm-long current non-injection regions are introduced near both facets,where the injection current is blocked by high resistivity area.The current non-injection regions can reduce carriers inject to facets,and the rate of the non-radiative recombination are reduced.So the COD level is higher than before.The He ion implantation LDs exhibit no COD failure until the rollover occure at a mean maximum power of 440.5mW.Mean COD level of conventional LDs is given as 407.5mW.Compared to conventional LDs,the mean maximum output power level of He ion implantation LDs is improved by 8%.

精准温度控制半导体激光治疗仪及其可靠性分析

目的探究影响基于保偏光纤温度传感器的半导体激光治疗仪功率稳定输出的关键因素,探索实用化的激光治疗系统光电子器件可靠性分析方法。方法基于可靠性框图法,对系统光电子器件及其外围电路建立可靠度(RSL)、失效率(λSL)和平均寿命(LSL)分析模型,分析使用环境、运行时间(t)和工作温度(T)对系统运行可靠性的影响。基于加速寿命模型分别在室温大驱动电流(T=25℃、I=2.5 A)、高温工作电流(T=50℃、I=1.5 A)和高温大驱动电流(T=50℃、I=2.5 A)条件下,测试LSL与T、I以及T和I相互作用条件下的关系。结果仿真结果表明,λSL随T的增加而增加,LSL随T的增加而降低,RSL随T和t的增加而降低,在I为1.5 A、T为50℃的条件下,λSL、LSL、RSL估计值分别为5.229×10-51/h、17824.500 h、0.11418。实验结果显示,LSL分别为22873、17693和4780 h,实验测试结果与仿真结果吻合。结论基于本研究所提方法,可结合系统架构、设计方法、使用环境,分析计算出设备的λSL是否满足使用规范,进而预测出设备的RSL与LSL,为设计制造与临床使用提供数据支撑。

平面栅极碳化硅垂直MOSFET功率器件栅氧可靠性筛选研究进展综述

随着碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)功率器件的广泛应用,其面临的栅极可靠性问题亟待解决,本文回顾了平面栅极碳化硅垂直MOSFET功率器件的栅极结构以及目前业界常用的栅氧筛选方法,介绍了栅氧早期失效物理模型并且讨论了这些物理模型与筛选方法之间的适用性。

一种新型高功率半导体激光器的设计和应用研究

当前应用的半导体激光器存在温度控制模块性能较差问题,导致其使用寿命较短。为此,设计高功率半导体激光器,并对其进行性能分析。确定激光芯片材料,优化外延部分,控制芯片能耗。将驱动器设定为脉冲形式,优化驱动电路,设定充、放电时间,控制驱动器温度。增设冷却器,确定激光器的温度以及运行状态。至此,高功率半导体激光器设计完成。构建激光器性能测试环节,性能测试结果表明:新型激光器温度控制能力较高,在一定程度上可延长使用设备使用寿命,提升激光器运行可靠性。

大功率半导体激光器光纤耦合模块的耦合光学系统

针对 8 0 8nm大功率 Ga As/ Ga Al As半导体量子阱激光器的远场光场分布特点 ,提出了与多模光纤耦合时对耦合光学系统的特殊要求 ,并根据低成本、实用化的要求设计制作了专用的耦合光学系统 ,对耦合光学系统的实际性能进行了测试 ,给出了耦合效率统计分布图、耦合偏差曲线和高低温可靠性实验结果 .用设计制作出的实用化耦合光学系统完成了输出功率 15— 30 W,光纤束数值孔径为 0 .11— 0 .2 2的半导体激光光纤耦合模块 ,模块的使用结果表明耦合光学系统稳定、高效。

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808nm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0.52eV,推导得到激光器室温下工作的平均寿命为15000h。并对试验后的器件进行失效分析,找出失效原因。

用电导数技术筛选可见光半导体激光器

对 6 0只 6 70nm可见光量子阱激光器进行电导数测试 ,讨论了电导数曲线及其参数与器件可靠性之间的关系 ,指出用m、h、b参数可以评价器件质量和可靠性。实验结果表明电导数测试是可见光半导体激光器快速筛选的好方法。

基于拉曼光谱技术的光栅耦合结构半导体激光器的可靠性分析

光栅耦合结构的半导体激光器在自由空间光通信、卫星间通信、激光雷达测距、大气环境检测以及医学成像等领域有着广泛的应用前景。为了分析光栅耦合结构的半导体激光器的可靠性,本文基于拉曼光谱技术,对光栅耦合结构的半导体激光器在不同的制备阶段及其成品进行了检测。我们发现,对于未进行任何工艺加工的半导体激光器芯片,GaAs纵向(LO)光学光子模式的振动强而横向(TO)光学光子模式的振动弱;当在GaAs芯片表面生长一层SiO_2膜后,LO模式向长波数方向移动,强度没有变化。当在生长SiO_2膜的GaAs芯片上刻蚀100μm的台面后,GaAs的LO模式的振动减弱而TO模式的振动加强,且峰出现宽化现象;在100μm的台面上刻蚀光栅后,GaAs的LO模式的振动继续减弱而TO模式的变得更强,这说明在光栅耦合激光器的制备工艺过程中引入了缺陷。通过与无光栅的半导体激光器进行对比测试,光栅耦合结构半导体激光器无论出光面上有无缺陷,其拉曼光谱均有缺陷峰存在,进一步证明了在光栅结构的制备过程中,引入了应变或者缺陷,对其可靠性产生了影响,导致光栅耦合结构的半导体激光器可靠性降低。

808nm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30 000 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。

980nm脊型波导激光器腔面非注入区的研究

报导了质子注入技术在提高980nm半导体激光器可靠性上的应用。p-GaAs材料经过质子注入后获得高的电阻率。在距离腔面25μm的区域内进行质子注入,由此形成腔面附近的电流非注入区。腔面附近非注入区减少了腔面载流子的注入,因此减少了非辐射复合的发生,提高了激光器的灾变性光学损伤(COD)阈值。应用质子注入形成腔面非注入区的管芯的平均COD阈值功率达到268mW,而应用常规工艺的管芯的平均COD阈值功率为178mW。同常规工艺相比,应用质子注入形成腔面非注入区技术使管芯的COD阈值功率提高了50％。

小波变换用于半导体激光器噪音信号分析

利用小波变换的多尺度分析原理,对半导体激光器低频噪音信号进行小波分解.分析了不同器件噪音在小波分解后的概貌信息的差异性,并与器件性能进行了比较.结果表明:好器件噪音的低频概貌信号比较平稳,而坏器件噪音的低频概貌信号则有较大起伏;有的器件在老化前后的性能差异甚小,但老化前后噪音信号的低频概貌有较大差异;小波分解后的概貌信息,具有更多的可靠性细节信息,对器件性能的改变更敏感.

大功率半导体激光器的腔面钝化

大功率半导体激光器的腔面退化是影响其寿命和可靠性的重要因素,长期以来一直是人们关注和研究的重点。本文利用离子铣结合腔面钝化还原层的方法对大功率半导体激光器的腔面进行处理。结果显示,离子铣腔面钝化能够在一定程度上减少半导体激光器的功率退化,168h加速老化后退化幅度降低4.5%;同时该技术对老化过程中COD阈值降低有明显的抑制作用,可有效减少使用中的突然失效。结果表明,该技术能够改善半导体激光器的腔面特性,器件的可靠性和使用寿命可望得到提高。

半导体激光器列阵的电导数及其可靠性

在研究半导体激光器电导数与可靠性的基础上,设计了单管激光器并联实验系统,利用单管激光器并联模拟列阵的方法研究了激光器列阵的可靠性在其电导数曲线和参数上的体现,该实验结果为利用电导数参数作为列阵可靠性判据提供了参考。

半导体激光器老化测试智能控制系统

本文介绍了一个能对半导体激光器进行老化测试的智能控制系统。相对于已有系统,该系统采用一个经过MAT-LAB优化设计的半导体激光器驱动电路,电路结构更为简单。控制系统能够同时在恒定电流老化筛选和恒定光功率老化筛选模式下,对多个半导体激光器进行老化测试。该系统的实验表明,工作稳定,性能良好。

对GaAs衬底表面进行氩离子清洗的研究

介绍了离子清洗技术在提高 980nm半导体激光器可靠性方面的应用。外延片在空气中解理后 ,半导体激光器的腔面会吸附上碳和氧等杂质。腔面吸附的氧和碳严重影响了器件的可靠性。本文用GaAs衬底表面模拟半导体激光器的解理腔面 ,并对其进行氩离子清洗 ,俄歇电子能谱 (AES)

半导体激光器退化及其筛选

文章概述了半导体激光器失效因素 ,退化行为及改进可靠性的措施 ,特别就可靠性筛选问题进行了讨论 ,指出用电导数参数对半导体激光器进行可靠性筛选和评估是一个行之有效的办法。

射频磁控溅射腔面镀膜半导体激光器的可靠性

利用射频磁控溅射法对半导体激光器的腔面镀 Si O2 膜 ,并对镀膜后的器件在恒定电流下进行了加速寿命实验 ,结果表明镀膜后器件的特性得到了很大改善。器件平均输出功率提高了 49.8% ,平均阈值电流下降了 7% ,平均斜率效率提高了 5 0 % ,而且射频磁控溅射方法所镀的膜具有粘附性好、膜层致密、厚度易控制、稳定性好、成本低等优点 ,器件的可靠性也有明显提高。

半导体激光器的电噪声

通过测量激光器的电噪声 ,可以用来在线监测器件的诸多特性 ,如阈值电流的大小 ,是否有模式跳变发生 ,以及谱线宽窄等。另外 ,根据电噪声的大小 ,还可以对器件的质量和可靠性作出评价 ,具有快速、方便、无损等优点。文章概述了半导体激光器的电噪声 ,对其主要应用进行了综合和讨论 。

大功率半导体激光器高可靠烧结技术研究

近几年大功率半导体激光器的应用领域越来越广,许多应用领域都要求半导体激光器能够高可靠性工作。工作焊接质量直接影响着大功率半导体激光器的可靠性,焊接缺陷会导致激光器迅速退化。目前国内普遍采用的铟焊料和锡铅焊料都是软焊料,焊层有形成晶须和热疲劳等可靠性问题。为提高烧结可靠性,采用了金锡焊料烧结激光器新技术。金锡焊料是硬焊料,焊接强度高,抗疲劳性好,对金层无浸蚀现象。通过实验研究掌握了金锡焊料的制备和烧结技术,并与铟焊料、锡铅焊料进行了对比实验。实验结果显示采用金锡焊料烧结激光器可获得更好的性能,是提高半导体激光器可靠性的有效途径。

塑封半导体器件的可靠性保证措施

为了降低塑封半导体器应用于高可靠性产品领域中的质量风险,采用质量细化分析方法,针对塑封半导体器件本身在材料、结构等方面的特点,做了塑封半导体器件失效模式与机理的原理探讨。得出器件应用于产品前,应该进行温度适应性评估、二次筛选以及破坏性物理分析等先期工作。