[发明专利]半导体激光器老化及寿命测试保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体激光器老化及寿命测试保护系统。

背景技术

高功率半导体激光器在通信、军事、医疗等许多领域得到广泛应用。其可靠性作为衡量激光器产品的重要指标越来越为人们所重视。这主要由于：

(1)通过半导体激光器的可靠性研究，可以准确的判断半导体激光器的失效机制。

(2)测试半导体激光器的实际工作寿命时间。

(3)为半导体激光器的老化性研究提供依据。

(4)为改进器件设计和工艺技术来提高半导体激光器的可靠性。

然而，由于高功率半导体激光器的寿命测试往往需要在激光器工作状态下，定时且长期的测量多种激光器性能参数，不但需要测试设备具有较高的稳定性与重复性，而且需要大量的数据统计及分析。多年来，国内外多家单位在半导体激光器寿命测试中做了大量工作。其中，美国ILX Light wave公司2003年开发生产的LRS-9420/LRS9422型激光器可靠性测试系统。这种系统的测试温度范围为40℃-150℃温控准确度为士1℃温度稳定度为士0.5℃，最大驱动电流500mA，所测激光器波长范围是600nm至1800nm，可提供恒定工作电流(ACC、恒定光功率(APC)、光功率--电流--电压参数测试(LIV)三种测试模式。国内激光器产品的寿命测试的手段及方法还处于理论研究阶段。如吉林大学李红岩等提出利用电导数测试法。利用电导数(V～I关系一阶导数与电流I的乘积)可以用来研究半导体激光器结构参数特征，届电压饱和特征等，并依据这些参数预测激光器件的寿命。

然而，现有的激光器寿命测试系统对激光器的测试功率范围一般较低，而国内所开发的激光器寿命测试系统，多数集中在手动测量，或理论推导阶段。这种方式难以保证测试的精确性与稳定性，尤其是针对大功率的激光器测试时，其数据难以反映激光器的真实寿命工作过程。

每一个半导体激光器都需要经过老化才能使其工作性能达到稳定；每一种类型的激光器在大批量生产之前都必须经过寿命测试。然而在老化和寿命过程中除了激光器性能问题和寿命短以外，其他的因素也可能会导致激光器意外死亡。如果在老化构成中出现意外的死亡，将导致大量的损失。如果在寿命测试过程中发生意外死亡会使整个寿命测试前功尽弃，损失无法估量！

目前，尚未见有关系统地针对半导体激光器老化及寿命测试的进行监控和保护的装置。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种半导体激光器老化及寿命测试保护系统，该系统对半导体激光器老化及寿命测试的整个过程中进行保护，以避免老化及寿命测试过程中半导体激光器意外死亡。

本发明的技术方案如下：

半导体激光器老化及寿命测试保护系统，其特征在于：包括半导体激光器工作平台、液冷通道、温度检测装置和计算机处理系统；所述温度检测装置包括多个温度探头和用以同时采集多路温度探头信号的温度采集模块，其中，所述多个温度探头一一对应于半导体激光器工作平台上的半导体激光器；所述温度采集模块的输出端与计算机处理系统的温度数据输入端连接，计算机处理系统的控制信号端分出多路信号线分别连接至相应的各个半导体激光器驱动电源的开关电路。

上述液冷通道可以是水流冷却回路，该水流冷却回路包括冷水机和流量计，计算机处理系统通过设置流量阈值组成用以调节冷水机出水量的反馈控制回路。这样，能够更实时可靠地同时实现水流和温度保护。

上述流量计可以采用带有涡轮或者叶轮的流量系统。

上述温度探头为接触式探头(接触式探头可以插接在平台上)。

上述每个半导体激光器还可以设置过流保护和过压保护。在激光器老化或者寿命的过程中，计算机实时采集激光器的工作电流和工作电压，如果监测到异常情况，例如：电流超过或者低于设定电流，电压超过或者低于工作电压的80％，则通过计算机控制驱动电源停止输出。

驱动电源控制半导体激光器工作时，每一个半导体激光器安装有温度探测器，每一个温度探测器均连接在温度采集模块上，温度采集模块的输出端连接有计算机用于输出每一半导体激光器的实时温度，若计算机监控到其中有半导体激光器温度出现异常，将通过计算机控制驱动电源停止工作。