Untersuchungen zur Zuverlässigkeit

Alterungsuntersuchungen für Hochleistungsdiodenlaser und Laserbarren

zur Qualifizierung des Diodenlaserdesigns und der Lasertechnologie

Lebensdauer-Messtechniklabor
Lebensdauer-Messtechniklabor
  • Bestimmung von Degradationsraten  10-5/h in Lebensdauermesstests bei 15°C  T ≤ 80°C und t > 1000 h
  • Experimentelle Ausstattung:
    • Stromquellen für CW- und QCW-Betrieb
    • 10 Alterungsplätze CW für optische Leistungen bis 100 W (Barren)
    • 130 Alterungsplätze CW für optische Leistungen bis 40 W
    • 150 Alterungsplätze QCW – Tastverhältnis kleiner 10%, Spitzenstrom 300 A
    • 10 Alterungsplätze für Zweikontakt-Diodenlaser und Leistungen bis 40 W
    • 10 Alterungsplätze für Vierkontakt-Diodenlaser in hybriden Systemen
    • 45 Alterungsplätze für Breitstreifen- und Rippenwellenleiterlaser bis 4 W
    • 120 Burn-In-Plätze bis zu 10 A
  • Relative Leistungsmessung mit 1% Genauigkeit innerhalb 1000 h

Zerstörungsfreie Fehleranalyse

  • Elektrolumineszenz
  • Facetten-Mikroskopie
  • Spektrenmodulations-Analyse
Zuverlässigkeitstest - Medizin
Beispiel 1 - Zuverlässigkeitstest von Lasern für medizinische Anwendungen
Zuverlässigkeitstest - Hard-Pulse
Beispiel 2 - Zuverlässigkeitstest unter Hard-Pulse-Bedingungen
Beschleunigungsparameter
Beispiel 3 - Bestimmung der Beschleunigungsparameter

Beispiel 1: Alterungstest für Diodenlaser für medizinische Anwendungen

  • Lebensdauer größer 1000 h gefordert
  • 630 nm- 760 nm Laser für die photodynamische Therapie
  • Beispiel zeigt Alterung für Diodenlaser bei 650 nm mit einer Streifenbreite von 100 µm und einer Länge von 1,5 mm bei 15°C und einer optischen Leistung von 1,2 W

Beispiel 2: Alterungstest unter Hardpuls-Bedingungen

  • Zuverlässigkeitstest von Diodenlasern und Barren bei thermischer Belastung
    • Maximalstrom - 10 x 100 A, 130 x 45 A
    • Schaltfrequenz unter 1 Hz
  • Beispiel zeigt 980 nm Breitstreifenlaser mit einer Streifenbreite von 90 μm x 4 mm bei 25°C und Spitzenströmen von 15 A

Beispiel 3: Bestimmung von Beschleunigungsparametern

  • Beschleunigter Lebensdauertest über 20.000 h
  • Drei Gruppen mit verschiedenen Alterungsbedingungen (1 - 1,5 W, 45 - 60°C)
    • Aufgetretene Fehler in einer log-normal Darstellung
  • Modell der beschleunigten Alterung: Lebensdauer P-β exp(EA/kT)
  • Bestimmung der Beschleunigungsparameter durch maximum likelihood Analyse: E= 0,28 eV, β = 2.33