| 大功率激光器被廣泛應用於(yu) 各種合金或鋼材的打標、切割及表麵硬化等。某些場合激光器工作於(yu) 1%或以上占空比的脈衝(chong) 模式下以期獲得更高的光能強度。這一方式在避免激光器過熱的同時仍可在短時間內(nei) 提供極高的光功率。 盡管半導體(ti) 激光器是現有光電轉換效率最高的方式，但也鮮有能達到50%以上轉換效率的實例。 這意味著那些出光功率在100 W或以上的器件同時需要處理至少100 W的熱能。根據光發射過程中的物理原理，激光器隻能在電流和光強度非常高的狀態下工作，高功率激光Bar也不例外。如同其他所有的功率半導體(ti) 器件，多個(ge) 互相緊靠著的單管器件將超大量的熱能匯集在了極小的一個(ge) 體(ti) 積內(nei) 。 更為(wei) 令人不安的是，一個(ge) 激光器受熱愈多，其將電能轉換為(wei) 光能的效率愈低。因此一旦一個(ge) 激光Bar無法得到有效的冷卻，它的溫度就會(hui) 升高，從(cong) 而導致光電轉換效率降低並進一步帶來更多熱量，這將導致一個(ge) 災難性的結果，我們(men) 稱之為(wei) “熱逸散”。
因此需要進行可靠性測試。在器件任何測試或老化過程中，有兩(liang) 種基本方式來控製激光器溫度恒定，激光器熱沉及空冷/水冷底板直接接觸的方式，常用於(yu) 80 W以下的中等功率器件。對於(yu) 大功率激光器則會(hui) 采用內(nei) 部自有的水冷微通道，這一結構允許冷卻水在激光器下方約100 µm處通過。良好的溫度控製是測試任何激光器可靠性的前提，畢竟所有的重要指標都與(yu) 溫度直接相關(guan) 。
在量產過程中，總會有一些工藝上的差別，例如某特定部件的厚度的不一致，無論是係統性的還是隨機性的。為了確保合格率，所有厚度偏差在指定規格內的部件都被認為是合格的，這種情況對於每個獨立部件或材料成分都是如此。 當特定的一組隨機差異作用於(yu) 一獨立產(chan) 品時，有時會(hui) 導致某種明顯失效的發生，甚至是經特性檢測合格的產(chan) 品的壽命縮短。這些早期發生的失效，即我們(men) 說的“Infant Mortalities”，可以通過製造流程中對產(chan) 品的加速老化並監測特性參數的變化來加以甄別。
特定產品的實際規格以及最合適老化方法的參數必須通過大量的實驗來確定。品質管理人員需要綜合考慮測試/老化的成本以及不合格產品流出或合格產品的誤判。 某些依存於時間、溫度的失效的原理已經為大家所了解，亦可在一定精度範圍內被準確預判。例如，通過確定激光器中特定半導體結構的激發能量，我們可以預測在特定溫度下光功率（電流）下降固定值所需要的時間。這會直接提升激光器的預期產品壽命這一對用戶來說極為關鍵的參數。 對激光器進行老化的另一個(ge) 好處是使其幾個(ge) 重要參數在經過一段時間的連續工作後趨於(yu) 穩定。例如一個(ge) 全新的激光器的光功率輸出及波長在未達到穩定值的初期會(hui) 急劇變化。
當一個激光器完成組裝後，不同材料間熱膨脹係數的差異導致的熱應力會造成Bar的彎曲形變。在這種情況下，Bar上所有的單管發射器將不再是呈直線排列。這樣的彎曲將直接影響到激光器與某外部諧振腔（如：Nd:YAG腔）之間的耦合效率，與此類似的情形還有激光光束遠場特性不對稱造成的耦合效率降低。因此這些特性才成為器件規格中非常重要的一部分。 光的波長會影響到特定材料對光的吸收效率，因此部分特性的測試應以波長為中心進行分布。 為了比較老化前後各項參數的變化，一些製造商將每個器件分別在老化實施前後加載到測試台上測試，這樣就會帶來大量額外的對器件的操作和重要數據的追蹤比較，還包括所有器件的篩選。 Yelo Ltd.已經開發出一套能夠適用於最高200 amps的大功率激光二極管特性測試和老化設備 ，兼容各種封裝形式的接觸式或水冷式產品。模塊化的係統構造使得不同結構的激光器可以同時進行老化，而且每一個器件的工作完全獨立於其他器件。 該老化係統可按用戶定義的間隔全自動完成LIV測量，不僅能為用戶提供產品壽命相關數據（例如輸出光功率隨時間的變動），而且用戶能夠看到在哪個時間點閾值達到穩定狀態。這會大大簡化生產工藝，失效產品在老化結束後可立即被淘汰。為了確保測量的精度，係統中所有使用的工具儀器均按國際標準進行校準。 總結 對激光器的老化是改善大功率激光器產品品質，淘汰早期失效產品並使產品幾個主要特性參數在出廠前達到穩定狀態的必要手段。Yelo Ltd.提供的係統能夠自動完成老化過程並在老化前後測試各項參數。這能使製造商準確完成對優等產品的評價。 |
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