如何保護(hù)您的半導(dǎo)體激光器

半導(dǎo)體激光器對(duì)靜電釋放和電流瞬變都比較敏感。這些因素造成的損害可能導(dǎo)致激光器輸出功率的減小，閾值電流的平移，以及其他一些破壞性的損傷等。本文整理了如何保護(hù)您的激光器的一些注意事項(xiàng)。我們強(qiáng)烈建議在您使用半導(dǎo)體激光器時(shí)，遵循接下來(lái)的指導(dǎo)原則,以把對(duì)激光器的損害降低到最小。

半導(dǎo)體激光器的保護(hù)主要在于四個(gè)方面:1、溫度控制;2、安裝應(yīng)力控制;3、驅(qū)動(dòng)電流控制;4、防靜電控制;

1)溫度控制

根據(jù)您的應(yīng)用和半導(dǎo)體激光器的類(lèi)型，使半導(dǎo)體激光器運(yùn)行在較低的溫度，確保激光器夾具有散熱的能力。

無(wú)論LD的最終工作狀態(tài)如何(恒流、或調(diào)制)，從0功率狀態(tài)到預(yù)備狀態(tài)的電流變化一定要緩慢，建議控制在15S左右，防止PN結(jié)由于功率驟增，熱量不能及時(shí)通過(guò)襯底熱沉導(dǎo)出，由于固有的熱脹冷縮而在內(nèi)部形成過(guò)大的機(jī)械應(yīng)力，再考慮到外邊的安裝應(yīng)力，驟增的熱量會(huì)對(duì)LD的PN造成一定程度的損傷，甚至損壞。

在LD斷電的整個(gè)過(guò)程中，同樣也要非常緩慢的將驅(qū)動(dòng)電流降低，使PN結(jié)的熱功率緩慢降低，以便外界的溫控電路可以跟蹤這一過(guò)程，并將制冷功率降低到合適的水平，從而避免了PN功率驟降造成的內(nèi)部溫差驟變，也就杜絕了由于熱脹冷縮造成的機(jī)械應(yīng)力。

2)安裝應(yīng)力控制

在LD工作過(guò)程中，通常處于兩種模式：恒流或者調(diào)制狀態(tài)。在調(diào)制狀態(tài)，當(dāng)調(diào)制信號(hào)的重復(fù)周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于LD溫控系統(tǒng)的溫度傳遞時(shí)間時(shí)，LD的襯底熱沉系統(tǒng)的熱慣性，對(duì)于LD調(diào)制的迅速能量變化產(chǎn)生的熱激勵(lì)表現(xiàn)出一個(gè)典型的積分效應(yīng)，也即LD溫控系統(tǒng)最終處理的是LD調(diào)制狀態(tài)的平均熱功率，此時(shí)在PN結(jié)和熱沉之間形成一個(gè)隨著調(diào)制狀態(tài)變化的溫度梯度分布，由于機(jī)械系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于能量變化周期，所以PN內(nèi)部應(yīng)力分布也將變現(xiàn)為一個(gè)隨著LD平均功率變化的梯度分布，這一分布是一個(gè)平衡的結(jié)果，這種內(nèi)部應(yīng)力分布不會(huì)損壞LD的PN結(jié)。

當(dāng)調(diào)制信號(hào)的重復(fù)周期與LD溫控系統(tǒng)的固有調(diào)整時(shí)間相近或更長(zhǎng)時(shí)，由于此時(shí)LD的驅(qū)動(dòng)電流受控于調(diào)制信號(hào)的變化，迅速變化的調(diào)制信號(hào)會(huì)造成LD驅(qū)動(dòng)能量的驟增后不能“及時(shí)”減小，或者能量驟減后不能“及時(shí)”補(bǔ)充，結(jié)果就造成了LD在每一個(gè)低頻調(diào)制周期內(nèi)要受到兩次內(nèi)部應(yīng)力的沖擊，最終會(huì)影響其工作壽命，甚至損壞。

3)驅(qū)動(dòng)電流控制

不宜采用直接在LD兩端監(jiān)控器驅(qū)動(dòng)參數(shù)，這樣比較危險(xiǎn)：電源板與示波器地線(xiàn)之間的不等電勢(shì)容易造成LD擊穿,應(yīng)從LD電流監(jiān)控端測(cè)量。同時(shí)，所選擇的電流源必須具有短路保護(hù)，慢啟動(dòng)，獨(dú)立的極限電流鉗位電路，過(guò)電壓保護(hù)以及瞬態(tài)抑制電路等。選擇一個(gè)最大電流輸出大于半導(dǎo)體激光器運(yùn)行電流的電流源。設(shè)置電流極限剛剛大于所期望的運(yùn)行電流。如果您的設(shè)備可以設(shè)置功率極限，那最好也設(shè)置好。

4)防靜電控制

ESD被認(rèn)為是早期激光器失效的主要原因。一定要使用防靜電環(huán)(對(duì)地電阻1 M?)，同時(shí)保證焊臺(tái)接地，工作臺(tái)接地。最好使用離子風(fēng)機(jī)和防靜電墊。在運(yùn)輸和保存激光器時(shí)應(yīng)把其引線(xiàn)短接。只能在有靜電消散的工作區(qū)域放置激光器，并且要遠(yuǎn)離電荷產(chǎn)生材料。

當(dāng)跟實(shí)驗(yàn)室的電源，焊臺(tái)或者其他電器設(shè)備使用同一根電纜線(xiàn)時(shí)，需要把電流源設(shè)備用浪涌保護(hù)器隔離開(kāi)來(lái)。在使用這些設(shè)備時(shí)，不要跟電流源使用同一個(gè)浪涌保護(hù)器電源拖線(xiàn)板。

小心地拿放激光器,帶防靜電手套，并且根據(jù)制造商的建議清潔您的激光器。