Lub neej ntawm semiconductor laser yog ib qho tseem ceeb parameter. Hauv ntau daim ntawv thov, lub neej ua haujlwm ntev txaus yuav tsum tau ua kom tiav, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv submarine optical cable kev sib txuas lus thiab kev sib txuas lus satellite, qhov twg lub neej yuav tsum ncav cuag 20-30 xyoo. Lub neej dav dav ntawm lasers yog li ntawm ob peb txhiab teev mus rau ntau pua txhiab teev. Qhov tshwj xeeb lifespan nyob ntawm seb hom laser thiab nws zoo npaum li cas. Piv txwv li, qhov theoretical lifespan ntawm fiber ntau laser tuaj yeem ncav cuag 100, 000 teev, thaum lub neej theoretical ntawm CO2 laser yog 12, 000 teev.
Kev ntseeg siab ntawm txoj kev sim lub neej ntawm lasers feem ntau suav nrog txoj kev ntsuas ncaj qha, kev ntsuas kev laus sai thiab cov qauv kev twv ua ntej. cov
Txoj kev ntsuas ncaj qha yog ua kom tsis tu ncua ntawm lub laser rau lub sijhawm ntev thiab sau cov kev hloov pauv hauv qhov tseem ceeb xws li cov zis hluav taws xob thiab lub wavelength kom txog rau thaum lub laser tsis tuaj yeem tso tawm laser ruaj khov. Txawm hais tias txoj kev no yog ncaj qha, nws yuav siv sij hawm ntev thiab tej zaum yuav cuam tshuam los ntawm ntau yam xws li kev xeem ib puag ncig thiab cov cuab yeej ntsuas.
Cov kauj ruam tshwj xeeb ntawm txoj kev ntsuas ncaj qha yog raws li hauv qab no:
1
Khiav lub laser tsis tu ncua rau lub sijhawm ntev thiab sau cov kev hloov pauv hauv cov ntsiab lus tseem ceeb xws li nws cov zis hluav taws xob thiab wavelength.
2
Saib xyuas cov kev hloov pauv hauv kev ua haujlwm ntawm lub laser dhau sijhawm kom txog thaum lub laser tsis tuaj yeem tso tawm kom ruaj khov.
3
Ntsuas lub neej thiab kev ntseeg siab ntawm lub laser los ntawm kev tshuaj xyuas cov ntaub ntawv kaw
Yog tias lub neej raug kuaj ncaj qha rau hauv kev ua haujlwm, nws yuav siv sijhawm ntev heev thiab lub sijhawm yuav loj heev. Yog li ntawd, yuav tsum muaj cov txheej txheem kev tshawb fawb rau kev tshuaj xyuas cov cuab yeej thiab kwv yees lub neej los muab cov neeg siv nrog kev lees paub zoo.
Muaj ntau txoj hauv kev rau LD ua tsis tiav:
1
Qhov pib ua tsis tiav
Qhov no feem ntau yog tshwm sim los ntawm kev puas tsuaj sai ntawm DLD thiab DSD kev loj hlob hauv lub laser thaum ntxov. Nws tsuas yog qhia txog cov teeb meem zoo hauv kev tsim khoom. Cov qauv nrog thawj zaug tsis ua hauj lwm muaj kev nkag siab ntau dua rau cov thermal nrawm nrawm thiab muaj cov thermal ua kom tsis muaj zog.
2
Random tsis ua hauj lwm
Qhov no yog tshwm sim los ntawm lwm yam xws li electrostatic paug, instantaneous loj tam sim no fluctuations, mechanical vibrations, thiab lwm yam. Hom ntawm cov cuab yeej no tsis qhia tej yam tshwm sim ua ntej tsis ua hauj lwm.
3
Ua tsis tau qeeb
Nws cov yam ntxwv yog tias cov yam ntxwv tsis zoo ntawm lub laser hloov maj mam dhau sijhawm. Qhov kev tsis ua hauj lwm no yog destined los thiab yog qhov kawg ntawm lub neej ua haujlwm ntawm lub cuab yeej.
Peb txoj haujlwm yog txhawm rau tshem tawm qhov ua tsis tiav thawj zaug kom ntau li ntau tau thiab tiv thaiv kev ua tsis tiav ntau li ntau tau. Tsim ib txoj hauv kev uas tuaj yeem txiav txim siab qeeb qeeb hauv lub sijhawm luv, uas yog qhov kev sim ua kom nrawm nrawm.
Lub thiaj li hu ua accelerated aging yog kom ceev lub degradation ntawm lub cuab yeej nyob rau hauv ntau hnyav tej yam kev mob los yog overstress tej yam kev mob. Tom qab ntawd cov ntaub ntawv txhim khu kev qha tau txais nyob rau hauv cov xwm txheej hnyav no yog ntxiv kom tau txais txiaj ntsig kev ua haujlwm hauv lub neej raws li ib txwm muaj.
Seb qhov kev ntsuam xyuas kev laus zuj zus tau ua tiav, kev tshawb fawb thiab kev siv cov ntaub ntawv, qhov tseem ceeb nyob hauv kev txiav txim siab cov kev mob uas siv rau kev laus.
Peb paub tias kev ntseeg siab ua haujlwm ntawm semiconductor LD yog ze ze rau nws cov kev ua haujlwm tsis zoo thiab kev ua haujlwm sab nraud. Nrog rau qhov nce ntawm qhov kub thiab txias, lub neej ua haujlwm tsis tu ncua txo, kev ua haujlwm tam sim no nce, thiab laser yooj yim degrade. Lub zog hluav taws xob thaum lub sijhawm ua haujlwm nce, uas tseem ua rau cov txheej txheem degradation. Yog li, cov kev txwv no tuaj yeem raug xaiv raws li cov xwm txheej rau kev kuaj kev laus lossis cov kev ntsuas los tshuaj xyuas lawv cov kev hloov pauv.
Kev tshuaj ntsuam xyuas thiab kev sim lub neej ntawm LD feem ntau siv cov txheej txheem kub ceev ceev. Thiab cov txheej txheem ntawm kev kub ceev ceev ceev yuav tsum zoo ib yam li cov txheej txheem degradation nyob rau hauv ib txwm ua hauj lwm kub. Tsuas yog nyob rau hauv no txoj kev yuav lub extrapolated xav lub neej yuav txhim khu kev qha.
Kev sib raug zoo ntawm kev ua hauj lwm tam sim no thiab lub sij hawm ntawm InGaAsP laser tom qab ceev kev laus ntawm 60 degrees Celsius
Cov txheej txheem kev laus rau lub sijhawm no yog: tswj cov cuab yeej ambient kub ntawm 60 degree, ib leeg tso zis hluav taws xob kho qhov muag ntawm 5mW, thiab saib qhov kev hloov pauv ntawm kev ua haujlwm tam sim no nrog lub sijhawm laus. Nws tuaj yeem pom los ntawm daim duab tias thawj 500 mus rau 1000 teev, qhov tam sim no nce nrawm, tom qab ntawd qhov taw qhia inflection tshwm, thiab tom qab ntawd nws zoo li saturation.
Raws li cov txiaj ntsig no, cov cuab yeej tuaj yeem kuaj xyuas.
Nyob rau hauv ib qho qeeb degradation hom ntawm cov cuab yeej, kev sib raug zoo ntawm lub neej t ntawm semiconductor laser thiab qhov kub thiab txias T ua raws li kev sib raug zoo ntawm Arrhenius
Ea yog lub zog ua kom muaj zog, thiab Kb yog Boltzmann tas li. Ea yog ntsuas los ntawm kev ntsuas tus nqi degradation. Kev sib raug zoo ntawm tus nqi degradation Rt thiab qhov kub thiab txias kuj ua raws li kev sib raug zoo ntawm Arrhenius
Feem ntau, lub zog ua kom Ea ntawm cov qauv tuaj yeem tau txais los ntawm kev tswj xyuas qhov tso zis hluav taws xob tas li thiab ntsuas qhov degradation tus nqi ntawm qhov sib txawv ntawm kev laus.
dI / dt sib raug rau tus nqi degradation tus nqi tom qab qhov inflection point ntawm I(t) hauv daim duab saum toj no. Feem ntau, rau GaAlAs/GaAs lasers, qhov nruab nrab tus nqi ntawm Ea yog hais txog {{0}}.7eV; rau InGaAsP/InP lasers, qhov nruab nrab tus nqi ntawm Ea yog hais txog 1.0eV. Lub neej ntev yog li 10E5 ~ 10E6 teev.
Tsis tas li ntawd, lub sij hawm nruab nrab ntawm kev laus kuj yog qhov tseem ceeb rau kev ntsuas qhov kev ntseeg tau ntawm semiconductor LD. Qhov nruab nrab kev laus lub sij hawm nyob rau hauv ib txwm ua hauj lwm kub kuj tau los ntawm kev ntsuam xyuas qhov nruab nrab aging lub sij hawm thiab ua kom lub zog nyob rau hauv kub kub aging tej yam kev mob, thiab ces xam los ntawm Arrhenius. Qhov kev txiav txim siab ntawm lub sijhawm nruab nrab ntawm kev laus nyob rau hauv qhov kub thiab txias yog raws li kev tswj hwm ib leeg-sab tso zis hluav taws xob tas li thiab nce qhov tam sim no los ntawm 50% raws li tus qauv kev laus.
Tus qauv-raws li txoj kev kwv yees kwv yees lub neej ntawm lub laser los ntawm kev tsim ib tug lej qauv ntawm lub laser thiab combining nws txoj kev ua hauj lwm, cov khoom siv, ib puag ncig ua hauj lwm thiab lwm yam. Txoj kev no yuav tsum muaj kev paub txog kev txawj ntse thiab kev suav lub zog, tab sis nws tuaj yeem ua tiav qhov kev kwv yees ntawm lub neej laser.
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