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技术文章--激光管寿命和可靠性测试

来源:本站  时间:2017-06-01  阅读:230

 富泰科技合作伙伴Norcada原厂通过加速老化来实现测试了近红外和中红外激光管的寿命。这些测试是通过使用ILX Lightwave Laser公司的可靠性和老化测试系统来完成。
以下标准被定义为激光器的使用年限或者寿命终止:
“当激光器在一个固定的温度和恒定电流连续操作时,如果出光的功率小于之前数值的50%时,被认定为这支管子在此温度下达到此激光管的寿命。”

这是一种标准的测试过程,通过在更高温度或高电流环境下运行激光器,在一定的时间范围内,可以获得测试结果。在室温下激光器的使用寿命很长。我们进行加速老化测试时,在正常的操作电流下,近红外激光器的工作温度为50℃,中红外激光是75℃
不同波长的激光器都可以通过ILX测试系统进行测试。因为很多的激光在75°C不会发光,激光器的输出光功率测量可在25°C和一般正常电流环境下进行。功率测量会根据激光器使用寿命和2000个小时的连续测试后,在75°C失效的次数来批量记录。

为了测量在25 °C下加速老化的使用寿命,我们可以建立如下Arrhenius模型:
tf = A exp (ea / kT)
其中,tf =失效时间(h),A 是常数,ea = Activation energy (eV),k 是Boltzmann常量,T 为温度 (in K)
激活的能量可以通过在不用的温度下做额外测试或者通过公布的数据得来。例如,我们有时会引用发布的数据,如富兰克林.阿尔.纳什的著作,关于“测量设备的可靠度:测试的可信度”来衡量0.53eV 的激活能量。

通过这种激活能量和加速测试的MTTF计算结果,使用寿命可以在操作温度下做如下推测:
tf1 = A exp (ea/kT1)
tf2 = A exp (ea/kT2)
tf1 和tf2是在T1和T2温度下各自测量出来的,由此,激光器的使用寿命在温度T2情况下是可以推算出来的:
tf2 = tf1 exp [(ea/k) x (1/T1 – 1/T2)]
如下表格总结了我们激光器的使用寿命测试情况:
 

这个测试结果是基于我们目前所有测试过的激光器得出来的。基本上,我们的激光器在测试过程中,出光功率是很少有衰减的,因次,我们很难取得很精确的激光器的使用寿命。
基于以上测试结果,我们预测在25 °C正常的操作环境下,我们的近红外和中红外DFB激光器的使用寿命是大于25年的。

注:本文测试数据来自Norcada