Diodo Laser: Vida Útil, Falha e Confiabilidade

Um resumo ou visão geral da vida útil do diodo laser, vida esperada, confiabilidade do diodo laser e modos de falha.

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Diodo Laser Inclui:

Noções básicas de diodo laser | Tipos de diodo laser | Estrutura | Como funciona um diodo laser | Especificações | Confiabilidade

Tutorial de Diodo Inclui:

Tipos de diodos | Especificações e classificações de diodos

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A vida útil e a confiabilidade do diodo laser são altamente características em muitas aplicações. Os mecanismos de falha do diodo laser precisam ser levados em consideração para que a taxa geral de falha de um sistema contendo um diodo laser possa ser maximizada.

Nos últimos anos, muito trabalho foi realizado em mecanismos de falha de diodo laser para que a vida útil do diodo laser fosse melhorada.

Confiabilidade do diodo laser e fundamentos da vida útil

Há uma série de fatores que afetam a vida útil geral do diodo laser. Embora uma falha catastrófica seja um dos modos de falha de diodo laser mais óbvios, também se descobriu que os diodos laser se degradam com o tempo.

Verificou-se que a corrente direta que não contribui para a geração de luz faz com que as características de emissão de luz mudem. Um aspecto disso é que é preciso mais corrente para produzir o mesmo nível de luz. Em muitas circunstâncias, a vida útil do diodo laser é o tempo em que sobe para um determinado valor para atingir o mesmo valor de luz – alguns definiram isso como 1,2 vezes o valor inicial. Este valor pode ser escolhido porque há um limite em qualquer circuito de controle automático de energia no equipamento.

Um dos principais fatores do processo de envelhecimento nos diodos laser é a temperatura de operação. A velocidade de degradação aumenta exponencialmente com a temperatura de operação.

Dano óptico catastrófico do diodo laser, COD

As correntes de pico nos diodos de laser podem levar à falha rápida. Verificou-se que em diodos laser, se a corrente é aumentada para aumentar a potência óptica de saída, é alcançado um ponto em que a potência de saída cai repentinamente e danos irreversíveis são causados. Essa forma de falha é conhecida como dano óptico catastrófico, COD.

O COD ocorre quando altos níveis de saída causam um curto derretimento de parte da borda do diodo laser. Neste ponto, os defeitos do cristal se formam.

A própria natureza dos diodos laser os torna suscetíveis a danos. Muitos operam em velocidades muito altas – geralmente acima de 1 GHz e, além disso, são dispositivos de baixa tensão – em torno de 2 volts. A combinação destes dois fatores faz com que sejam muito susceptíveis a danos causados ​​por surtos.

Para evitar a possibilidade de COD, é necessário proteger o diodo laser de surtos. A ativação de surtos gerais de alimentação pode fornecer picos de curta duração que podem facilmente danificar o diodo laser e causar falha.

Verificou-se também que, mesmo que o diodo laser não seja completamente destruído por um surto porque pode não ser de magnitude suficiente para destruir completamente o dispositivo, uma deterioração geral pode ser causada, causando um encurtamento da vida útil. Conseqüentemente, é necessário executar os diodos laser bem dentro de suas classificações para garantir que sua vida útil seja mantida.

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