论文摘要
808nm大功率半导体激光器广泛应用于泵浦固体激光器、激光加工、激光医疗等领域。随着技术的进步,工艺的改善,激光器的可靠性与寿命越来越受到人们的重视。然而,到目前为止,高温下长寿命无铝激光器的寿命试验在国际与国内开展得比较少,由于资金及技术等各方面的原因,试验并不系统全面。一系列的此类加速寿命试验是在假定了退化系统的激活能的情况下进行的,得到的结果也就不那么真实可信了。本文主要针对这个问题进行了研究。首先采用MOCVD技术制作了InGaAsP/GaAs无Al大功率激光器单管,发射波长为808nm,功率约为1W;通过高温老化在40℃、60℃、80℃下进行加速寿命试验,计算了快速失效和缓慢失效过程的激活能;采用图估计法和数值解析法对失效数据进行分析,相对比得到了激光器的各种可靠性参数;最后进行了简单的失效分析。主要研究内容如下:1.对同一批次生产出来的器件进行筛选工作,将早期失效部分剔除,并计算了早期失效器件激活能为0.38eV,外推得到剔除的早期失效产品室温下寿命约为100小时。2.设计了加速试验过程:加速类型、应力选择、水平数确定、测量参数、样品分组与选择、老化时间、失效判据、测试周期以及最后的数据处理等。3.假设寿命分布为Weibull分布,在此假设基础上进行数据处理。通过加速曲线验证了假设的合理性;用图估计和最佳线性无偏估计相结合的办法得到激光器的寿命和可靠性参数,包括特征寿命、形状参数、平均寿命、寿命方差、激活能等,所得结果相互对比检验,可以使结果更准确。计算出长期稳定工作产品寿命试验的退化激活能为0.46eV,外推其室温下的额定工作寿命约为2500小时。4.对于失效产品和退化程度较大的产品给出了简单的失效性分析和一些建议。
论文目录
摘要ABSTRACT第一章 绪论§1-1 大功率半导体激光器研究现状1-1-1 大功率半导体激光器概述1-1-2 国外激光器寿命研究现状§1-2 加速寿命试验概述1-2-1 加速寿命试验的定义1-2-2 国内外研究的历史与现状1-2-3 我国的工程应用状况§1-3 本论文的主要工作内容第二章 可靠性加速寿命试验统计学理论§2-1 可靠性试验定义与分类2-1-1 可靠性试验定义2-1-2 可靠性试验分类§2-2 可靠性常用术语和特征量2-2-1 可靠度R或可靠度函数R（t）2-2-2 失效概率或累积失效概率F（t）2-2-3 失效率或瞬时失效率2-2-4 失效密度或失效密度函数f（t）2-2-5 平均寿命μ2-2-6 寿命方差与寿命标准离差2-2-7 可靠寿命、中位寿命和特征寿命§2-3 电子产品常见失效规律及常用失效分布§2-4 常用的寿命分布2-4-1 指数分布2-4-2 威布尔分布2-4-3 对数正态分布§2-5 小结第三章 80811m大功率半导体激光器结构与工艺§3-1 大功率量子阱激光器结构§3-2 半导体激光器的工艺流程3-2-1 大功率激光器的制作过程3-2-2 初步测试§3-3 小结第四章 加速老化试验§4-1 加速寿命试验目的§4-2 加速寿命试验的类型及适用条件4-2-1 加速寿命试验的三种类型4-2-2 三种试验方法对比§4-3 恒定应力加速寿命试验的组织4-3-1 试验应力的选择4-3-2 应力水平的选择4-3-3 测量参数的确定4-3-4 试验样品的选取与分组4-3-5 明确失效判据，测定失效时间4-3-6 试验停止时间的确定4-3-7 试验数据的处理§4-4 加速老化试验过程4-4-1 前期筛选试验4-4-2 快速退化激活能的计算4-4-3 40℃下加速寿命试验4-4-4 高温60℃、80℃下加速寿命试验§4-5 小结第五章 加速老化试验后数据处理§5-1 恒定应力加速寿命试验的基本假定§5-2 图估法5-2-1 绘制失效数据表5-2-2 在威布尔概率图中绘制寿命曲线并估计参数值5-2-3 阿列尼乌斯方程中参数估计§5-3 数值解析法5-3-1 最好线性无偏估计法及计算用数据5-3-2 最好线性无偏估计法参数计算a+b/T 的计算'>5-3-3 加速寿命试验方程η=ea+b/T的计算§5-4 小结第六章 大功率半导体激光器的失效分析§6-1 老化前后特性对比§6-2 失效机理6-2-1 激光器材料内部的晶格缺陷和应力的影响6-2-2 腔面退化6-2-3 欧姆接触的退化6-2-4 焊料变质§6-3 目前器件可靠性在制备方面的改进措施§6-4 小结第七章 结论与展望参考文献附录 A附录 B附录 C致谢攻读学位期间所取得的相关科研成果
相关论文文献
标签：大功率激光器论文; 加速寿命论文; 可靠性论文; 分布论文;
