半导体激光器保护技术

　　半导体激光器保护技术

 

　　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。

 

　　半导体激光器保护技术

 

　　ProtectLD——关于半导体激光器保护

 

　　1、温度控制；

 

　　2、安装应力控制；

 

　　3、驱动电流控制；

 

　　4、防静电控制；

 

　　无论LD的最终工作状态如何（恒流、或调制），从0功率状态到预备状态的电流变化一定要缓慢，建议控制在15S左右，防止PN结由于功率骤增，热量不能及时通过衬底热沉导出，由于固有的热胀冷缩而在内部形成过大的机械应力，再考虑到外边的安装应力，骤增的热量会对LD的PN造成一定程度的损伤，甚至损坏。

 

　　在LD断电的整个过程中，同样也要非常缓慢的将驱动电流降低，使PN结的热功率缓慢降低，以便外界的温控电路可以跟踪这一过程，并将制冷功率降低到合适的水平，从而避免了PN功率骤降造成的内部温差骤变，也就杜绝了由于热胀冷缩造成的机械应力。

 

　　在LD工作过程中，通常处于两种模式：恒流或者调制状态。在调制状态，当调制信号的重复周期远远短于LD温控系统的温度传递时间时，LD的衬底热沉系统的热惯性，对于LD调制的迅速能量变化产生的热激励表现出一个典型的积分效应，也即LD温控系统最终处理的是LD调制状态的平均热功率，此时在PN结和热沉之间形成一个随着调制状态变化的温度梯度分布，由于机械系统的响应时间远远大于能量变化周期，所以PN内部应力分布也将变现为一个随着LD平均功率变化的梯度分布，这一分布是一个平衡的结果，这种内部应力分布不会损坏LD的PN结。

 

　　当调制信号的重复周期与LD温控系统的固有调整时间相近或更长时，由于此时LD的驱动电流受控于调制信号的变化，迅速变化的调制信号会造成LD驱动能量的骤增后不能“及时”减小，或者能量骤减后不能“及时”补充，结果就造成了LD在每一个低频调制周期内要受到两次内部应力的冲击，最终会影响其工作寿命，甚至损坏。

 

　　不宜采用直接在LD两端监控器驱动参数，这样比较危险：电源板与示波器地线之间的不等电势容易造成LD击穿。应从LD电流监控端测量