为什么半导体激光器在工作中易退化

　　为什么半导体激光器在工作中易退化
 

　　半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

 

　　半导体激光器本身比较娇嫩，从它刚出现就面临着使用寿命的问题，经过不断的研究改进，目前激光器的寿命可达10万小时，以能够满足光纤通信使用的需要。激光器在工作中易退化的原因主要有以下几个方面：

 

　　ａ、半导体激光器的管芯极小，工作电流密度和光功率密度很高，而作为激光物质的半导体单晶材料又较容易发生缺陷，这些缺陷在电和光的作用下逐渐发展，从而引起器件性能的退化。

 

　　ｂ、半导体激光器的镜面是用解理工艺形成的，镜面本身受到环境条件影响而污染也会也会导致激光器性能退化。

 

　　ｃ、管芯焊接也是关键技术，管芯焊在热沉之上，而有源去距离热沉只有几微米；半导体激光器工作会发热，如果焊料太多，受热时会发生缓慢的攀移，使半导体激光器发生短路，导致激光器退化。

 

　　ｄ、随着工作时间的延长，激光器的阈值电流会缓慢增加，从而导致激光器退化。

 

　　半导体激光器工作寿命的定义并不统一，生产厂家在其产品说明书中提供了足够资料。有的厂家认为当激光器工作一段时间以后，其阈值电流增大到初始值得1.1倍就宣告失效；采用这个标准并不意味着激光器此时就不能激射，只说明器件本身特性已经偏离原始状态有一定距离，如果让器件勉强工作，除非更进一步加大注入电流；此时发热更严重，对自动功率控制也不利，因为工作状态偏离太大，激光器的工作波长和谱线结构也会发生较大变化。有时也会把阈值电流增大到初始值的1.15或1.25作为激光器寿命的标准。半导体激光器的寿命预测也是比较复杂的工作；同一批制作的激光器，其寿命也是不同的，有的可能工作几小时就失效，有的可能工作长达10万小时。在室温下进行寿命试验，时间耗费十分惊人，通常进行高温老化试验，就批量的半导体而言，其寿命的分散符合对数正态分布规律。