激光陣列(又名整體激光半導體陣列)由多個并聯(lián)安裝于晶體材料發(fā)光體組成,由于發(fā)光體之間的連接區(qū)域熱密度大,熱干擾強,半導體陣列必須采用軟焊料(銦)安裝在銅材料上,并且采用水冷裝置,該裝置利用流過銅材料中的細微鍍金溝道(被稱為微溝道冷卻器)的高速、高壓水流實施主動式冷卻。但是,系統(tǒng)中的冷卻水必須保持極度清潔且PH值中性,原因是溝道由于受穴蝕和侵蝕的影響會在相當短的時間內(nèi)壞掉。而保持水質(zhì)標準是相當困難的,尤其在工業(yè)環(huán)境下。銅散熱材料和半導體陣列半導體屬于完全不同的材料,包括其熱膨脹系數(shù)。在實際工作狀態(tài)下,由于頻繁的開關(guān)操作,半導體陣列的性能下降非???,比制造商在確定設(shè)備特性時使用恒定驅(qū)動電流的狀態(tài)下要快得多。
導致半導體陣列發(fā)射故障的其它原因來自半導體陣列自身,半導體陣列的壽命通常由其“最弱”的發(fā)光體決定。為了提高半導體陣列性能和散熱能力,通常使用導熱性能好的銦作為軟焊料連接陣列與微溝道冷卻器。當驅(qū)動電流很大時,銦會發(fā)射電遷移現(xiàn)象,進而在瞬間發(fā)生故障。
許多半導體陣列制造商往往根據(jù)使用時間長短確定其使用壽命。而IPG的單管散熱材料與半導體芯片的熱膨脹系數(shù)相同,IPG使用的電信級硬焊料不存在電遷移問題,根據(jù)光纖激光器的大小,IPG激光器或者采用高速風扇進行風冷,或者在散熱裝置下方采用不銹鋼管路進行水冷,二極管不會與冷卻水發(fā)生接觸。半導體光纖通過光纖直接送至激活介質(zhì)實現(xiàn)接續(xù),從而避免了空氣與激光介質(zhì)接觸而造成污染。單管的壽命與其工作電流之間存在直接關(guān)系,所有工業(yè)IPG光纖激光器半導體的設(shè)計電流使其使用壽命(平均無故障工作時間)能夠達到10萬小時以上。IPG Photonics半導體光源的壽命并非單獨確定,而是與光纖激光器或放大器的整個質(zhì)保期相同。
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