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半導(dǎo)體激光器

如何延長(zhǎng)半導(dǎo)體打標(biāo)機(jī)的使用壽命

星之球激光 來(lái)源:激光社區(qū)2011-11-18 我要評(píng)論(0 )   

最新的半導(dǎo)體激光器能夠?qū)崿F(xiàn)在藍(lán)光光盤上使用的 405nm 波長(zhǎng)藍(lán)紫色超短脈沖激光,這意味著距離實(shí)現(xiàn)在單一材料的光盤上通過(guò)多層記錄實(shí)現(xiàn) TB 級(jí)記錄容量的低成本光盤又近了...

最新的半導(dǎo)體激光器能夠?qū)崿F(xiàn)在藍(lán)光光盤上使用的405nm波長(zhǎng)藍(lán)紫色超短脈沖激光,這意味著距離實(shí)現(xiàn)在單一材料的光盤上通過(guò)多層記錄實(shí)現(xiàn)TB級(jí)記錄容量的低成本光盤又近了一大步。這項(xiàng)技術(shù)的一大特點(diǎn)就是可寫入透明材料。

  此次的半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)可使藍(lán)紫色激光產(chǎn)生脈沖式振動(dòng)。輸出功率的時(shí)間平均值只有300m400mW,脈沖寬度縮短到了3ps,具有脈沖的峰值輸出功率高達(dá)100W的特點(diǎn)。


通過(guò)鏡頭將這種大輸出功率激光進(jìn)行聚光后,在其焦點(diǎn)上會(huì)出現(xiàn)多光子吸收的非線形現(xiàn)象,即使是透明的光盤,也只有該部分不透明。這是指兩個(gè)或者兩個(gè)以上的光子基本聚集于一點(diǎn)后,能夠超過(guò)1個(gè)光子無(wú)法超過(guò)的帶隙能量的現(xiàn)象。結(jié)果材料在吸收光后會(huì)發(fā)生化學(xué)變化,在光盤上形成一個(gè)尺寸為280nm×350nm空孔,利用這個(gè)空孔便可記錄信息。信息記錄的層深僅通過(guò)控制鏡頭便可改變,因此,由單一材料構(gòu)成的光盤可實(shí)現(xiàn)數(shù)十層~100層的信息記錄。



半導(dǎo)體激光器的使用壽命問題一直為人們所關(guān)注,其中退化的主要原因有以下幾個(gè):

1、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。
 

2、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。
 

3、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。

4、
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。
 


半導(dǎo)體激光設(shè)備工作壽命的定義并不統(tǒng)一,生產(chǎn)廠家在其產(chǎn)品說(shuō)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(shuō)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。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(wàn)小時(shí)。

 

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