Hvernig á að meta líftíma díóða í lasermeðferðarbúnaði?

1, Kjarninn sem hefur áhrif á líftíma díóða
Líftími leysidíóða er takmarkaður af mörgum þáttum, þar á meðal hitastig, straumur og ljósafl eru þrjár lykilbreyturnar:

hitaáhrif
Fyrir hverja 10 gráðu hækkun á hitastigi díóðamóta minnkar líftíminn um 50% -70%. Til dæmis, fyrir GaAlAs leysidíóða með bylgjulengd 850nm, eykst þröskuldsstraumurinn um það bil 1% fyrir hverja 1 gráðu hækkun á hitastigi; Þröskuldsstraumur 1300nm bylgjulengdar InGaAs leysidíóða eykst um um 2% fyrir hverja 1 gráðu hitastigshækkun. Hár hiti getur flýtt fyrir oxun yfirborðs holrúms, vexti tilfærslu og málmdreifingu, sem leiðir til niðurbrots rafskauta eða bilunar í tengingu.
Núverandi streita
Þegar akstursstraumurinn fer yfir 80% af nafngildinu fer díóðan í hátt álagsástand, endursamsetning án geislunar eykst og birtuskilvirkni minnkar. Til dæmis, tiltekið líkan af leysidíóða flýtir fyrir öldrun við 70 gráður og 1,2 sinnum nafnstrauminn og reiknaður meðaltími milli bilana (MTTF) fer yfir 100.000 klukkustundir. Hins vegar, í raunverulegri notkun, ef straumurinn sveiflast oft, getur líftíminn styttst verulega.
ljósaflþéttleiki
Mikill aflþéttleiki getur aukið sjónskemmdir á yfirborði holrúms (COD), sérstaklega í púlsvinnsluham, þar sem tafarlaus hámarksafl getur farið yfir yfirborðsskaðaþröskuld hola, sem leiðir til skelfilegrar bilunar. Til dæmis hefur há-leysisdíóða að meðaltali 2,19 × 10 ⁹ púlsa að meðaltali við 10% vinnulotu, 90A straum og 20 gráðu vatnshita; Þegar hitastig vatnsins hækkar í 35 gráður minnkar líftíminn í 1,65 × 10 ⁹ púls.
2, Staðlaðar prófunaraðferðir fyrir lífsmat
Til að stytta matsferlið notar iðnaðurinn almennt hröðun öldrunarpróf (ALT), sem líkir eftir langtíma notkunarsviðsmyndum með því að hækka hitastig eða straum, og sameinar tölfræðileg líkön til að reikna út raunverulegan líftíma:

Hröðun öldrunarprófunarhamur
Stöðugur aflhamur (APC): viðheldur ljósafli úttaksins stöðugu í gegnum endurgjafarrás, sem líkir eftir raunverulegu vinnuástandi. Til dæmis notar ákveðið prófunarkerfi ytri ljósnema eða innri eftirlitsdíóða til að fylgjast með afli í rauntíma. Þegar úttaksaflið minnkar um 20% eða akstursstraumurinn eykst um 20%, er endingartíminn ákveðinn.
Stöðugur straumur (ACC): Haltu akstursstraumnum stöðugum og fylgstu með breytingum á ljósafli með tímanum. Þessi aðferð hentar vel til að rannsaka niðurbrotskerfi, en hún er verulega frábrugðin raunverulegum vinnuskilyrðum.
Helstu prófunarfæribreytur
Þröskuldarstraumur (Ith): endurspeglar vöxt galla á virka svæðinu. Á öldrunarferlinu eykst Ith logaritmískt með tímanum. Þegar Ith nær 1,5 sinnum upphafsgildinu er almennt talið að díóðan hafi bilað.
Hallahagkvæmni (η): einkennir myndrafskiptahagkvæmni. Hægt er að nota 30% lækkun á η eða 50% lækkun á úttaksafli sem viðmiðun fyrir lok-lífstíma.
Framspenna (Vf): endurspeglar breytingu á snertiviðnám rafskauta. Óeðlileg aukning á Vf getur bent til niðurbrots á tengingu eða málmdreifingar.
Tölfræðilíkön og framreikningur á líftíma
Byggt á Arrhenius jöfnunni, framreiknaðu líftíma stofuhita með gögnum um há-hröðunarprófun. Til dæmis er líftími ákveðinnar leysidíóða 2300 klukkustundir við 70 gráður, og líftíma við stofuhita (25 gráður) er hægt að framreikna í yfir 100.000 klukkustundir með því að reikna út virkjunarorkuna (Ea=0.7eV). Að auki er hægt að nota log normaldreifingarlíkanið til að greina miðgildi líftíma og bilanatíðni dreifingar.
3, greining á bilunarham og lífshagræðingaráætlun
Bilun leysidíóða má skipta í þrjá flokka og gera þarf markvissar hagræðingarráðstafanir:

Snemma bilun
Orsakast af framleiðslugöllum (eins og tilfærslur, mengun á yfirborði holrúms) eða umbúðavandamálum (eins og sýndarlóðun hitaupps), sem venjulega eiga sér stað innan 50-100 klukkustunda frá fyrstu notkun. Lausnin felur í sér:
Strangt skimun: Tæki sem biluðu snemma eru fjarlægð með háum-öldrunarprófum.
Bjartsýni umbúðir: Samþykkja eutectic suðu, lágt hitauppstreymi hita vaskur og loftþéttar umbúðir til að draga úr hitauppstreymi.
Bilun fyrir slysni
Orsakast af utanaðkomandi þáttum eins og rafstöðueiginleika (ESD), rafbylgjum eða vélrænum titringi. Meðal verndarráðstafana eru:
ESD vörn: Samþættu TVS díóða í ökumannsrásinni til að takmarka spennu toppa.
Bylgjubæling: Notaðu mjúkræsirás til að forðast skyndilegar breytingar á straumi.
Slitabilun
Helsta orsök -lífsloka- er niðurbrot efnis, eins og oxun yfirborðs holrúms og málmdreifing. Hagræðingarleiðbeiningar innihalda:
Efnisumbætur: Notaðu NAB-tækni til að draga úr hitauppstreymi af völdum ljósgleypni.
Hönnun hitaleiðni: Notaðu örrásakælara eða hálfleiðarakælara (TEC) til að stjórna hitastigi tengisins innan öruggs sviðs.
Akstursstefna: Notaðu púlsbreiddarmótun (PWM) eða kraftmikla aflstýringu til að draga úr meðalljósaflþéttleika.
4, umsóknarmál iðnaðarins og gagnastuðningur
Læknisleysisbúnaðarhylki
Ákveðið líkan af díóða dældum fasta-ástandsleysisleysi (DPL) er notað til húðsjúkdómameðferðar og líftími hans er skilgreindur þannig að hann ljúki þegar úttaksaflið er undir 70% af nafngildinu. Með því að fínstilla fægiferlið á tíðni tvöföldunarkristalnum (KTP) og stjórna aflþéttleika inni í holrúminu hefur líftími leysisins verið lengdur úr 5000 klukkustundum í yfir 10000 klukkustundir.
Mikil afl leysir díóða gögn
Sem sagt samfelld bylgja (QCW) leysidíóða hefur úttaksafl upp á 91W, hallavirkni 1,16W/A og meðallíftíma 2,19 × 10 ⁹ púls við stofuhita og 10% vinnulotu. Með því að bæta fjöl-laga lóðunarpökkunarferlið hefur umhverfishitaþolið verið aukið úr 20 gráðum í 35 gráður og niðurbrotshraði líftíma hefur minnkað um 25%.