如何保护半导体激光器

 

在半导体激光器日常工作中，合理的保养好激光机、保证激光机的加工的精细度、使激光机的寿命更长，日常维护要可以说是激光机的重要之重，那么我们应该注意那些方面呢？

 

　　ProtectLD——关于半导体激光器保护

 

1、温度控制；

 

2、安装应力控制；

 

3、驱动电流控制；

 

4、防静电控制；

 

5、激光冷水机控制；

 

　　无论LD的最终工作状态如何（恒流、或调制），从0功率状态到预备状态的电流变化一定要缓慢，建议控制在15S左右，防止PN结由于功率骤增，热量不能及时通过衬底热沉导出，由于固有的热胀冷缩而在内部形成过大的机械应力，再考虑到外边的安装应力，骤增的热量会对LD的PN造成一定程度的损伤，甚至损坏。

 

　　在LD断电的整个过程中，同样也要非常缓慢的将驱动电流降低，使PN结的热功率缓慢降低，以便外界的温控电路可以跟踪这一过程，并将制冷功率降低到合适的水平，从而避免了PN功率骤降造成的内部温差骤变，也就杜绝了由于热胀冷缩造成的机械应力。

 

　　在LD工作过程中，通常处于两种模式：恒流或者调制状态。在调制状态，当调制信号的重复周期远远短于LD温控系统的温度传递时间时，LD的衬底热沉系统的热惯性，对于LD调制的迅速能量变化产生的热激励表现出一个典型的积分效应，也即LD温控系统最终处理的是LD调制状态的平均热功率，此时在PN结和热沉之间形成一个随着调制状态变化的温度梯度分布，由于机械系统的响应时间远远大于能量变化周期，所以PN内部应力分布也将变现为一个随着LD平均功率变化的梯度分布，这一分布是一个平衡的结果，这种内部应力分布不会损坏LD的PN结。

 

　　当调制信号的重复周期与LD温控系统的固有调整时间相近或更长时，由于此时LD的驱动电流受控于调制信号的变化，迅速变化的调制信号会造成LD驱动能量的骤增后不能“及时”减小，或者能量骤减后不能“及时”补充，结果就造成了LD在每一个低频调制周期内要受到两次内部应力的冲击，最终会影响其工作寿命，甚至损坏。

 

　　不宜采用直接在LD两端监控器驱动参数，这样比较危险：电源板与示波器地线之间的不等电势容易造成LD击穿。应从LD电流监控端测量。

 

　　ProtectTEC——关于制冷器保护

 

　　1、TEC的制冷效率随着冷热面的温差增大而迅速减小，并且驱动功率越大其自身产生的热量也就越大，反而对制冷不利，如果热端的热量不能及时散出，则会造成恶性循环，最终烧损TEC，因此，为提高制冷效率并延长TEC的使用寿命，通常建议将其驱动功率限制在其最大驱动功率的80%以内。推荐采用75%附近。

 

　　2、TEC由于是温控器件，其能量搬迁的速度完全随着驱动功率变化，迅速的驱动功率变化必然引起迅速的能量搬迁，当驱动功率大幅度迅速变化时，会使得TEC内部PN结的冷热面之间形成过大温差的迅速变化，这一变化会引起表面陶瓷的内部应力迅速变化，结果会对PN结合表面陶瓷造成损伤。