鐳射半導體陣列使用壽命短的原因?

鐳射陣列(又名整體鐳射半導體陣列)由多個並聯安裝於晶體材料發光體組成,由於發光體之間的連線區域熱密度大,熱干擾強,半導體陣列必須採用軟焊料(銦)安裝在銅材料上,並且採用水冷裝置,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,系統中的冷卻水必須保持極度清潔且PH值中性,原因是溝道由於受穴蝕和侵蝕的影響會在相當短的時間內壞掉。而保持水質標準是相當困難的,尤其在工業環境下。銅散熱材料和半導體陣列半導體屬於完全不同的材料,包括其熱膨脹係數。在實際工作狀態下,由於頻繁的開關操作,半導體陣列的效能下降非常快,比製造商在確定裝置特性時使用恆定驅動電流的狀態下要快得多。導致半導體陣列發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”的發光體決定。為了提高半導體陣列效能和散熱能力,通常使用導熱效能好的銦作為軟焊料連線陣列與微溝道冷卻器。當驅動電流很大時,銦會發射電遷移現象,進而在瞬間發生故障。許多半導體陣列製造商往往根據使用時間長短確定其使用壽命。IPG的單管散熱材料與半導體晶片的熱膨脹係數相同,IPG使用的電信級硬焊料不存在電遷移問題,根據光纖鐳射器的大小,IPG鐳射器或者採用高速風扇進行風冷,或者在散熱裝置下方採用不鏽鋼管路進行水冷,二極體不會與冷卻水發生接觸。半導體光纖通過光纖直接送至啟用介質實現接續,從而避免了空氣與鐳射介質接觸而造成汙染。單管的壽命與其工作電流之間存在直接關係,所有工業IPG光纖鐳射器半導體的設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半導體光源的壽命並非單獨確定,而是與光纖鐳射器或放大器的整個質保期相同。

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