半導(dǎo)體激光器的壽命是一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù)，在各種應(yīng)用中必須保證足夠長(zhǎng)的工作壽命，尤其在海底光纜通信、衛(wèi)星通信中的，壽命需要達(dá)到20-30年。

而如果直接用工作下的條件去測(cè)試壽命，很耗時(shí)間、而且量大的話，耗費(fèi)老化一起、電量都是很大的。因此必須有一套科學(xué)的篩選器件和預(yù)測(cè)壽命的方法，為使用者提供可靠的保證。

LD的失效方法有以下幾種：

1）初期失效

這通常是激光器中的DLD和DSD生長(zhǎng)導(dǎo)致在初期的迅速退化。它主要反映了制造工藝中的質(zhì)量問題，初期失效的樣品對(duì)熱加速老化比較敏感，熱激活能低。

2）隨機(jī)失效

這種由于外部因素，如靜電放電、瞬間的大電流波動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)等引起的突變性損壞，這類器件在失效前不顯示出任何跡象。

3）緩慢失效

其特點(diǎn)就是激光器的特性參數(shù)隨著時(shí)間緩慢變化，這種失效是注定會(huì)到來的，是器件工作壽命的終止。

我們的任務(wù)就是盡量排除初期失效，盡可能的防止隨機(jī)失效。建立一種在較短時(shí)間內(nèi)能確定緩慢失效的方法，這就是加速老化試驗(yàn)。

所謂的加速老化就是在更苛刻的條件下或過應(yīng)力狀態(tài)下加速器件的退化。然后將在此苛刻條件下得到的可靠數(shù)據(jù)外推，從而得到正常條件的工作壽命值。

加速老化試驗(yàn)是否成功，數(shù)據(jù)的科學(xué)性、可參考性如何，關(guān)鍵在于確定老化所用的條件。

我們知道半導(dǎo)體LD的工作可靠性與其工作參數(shù)和外界工作條件密切相關(guān)，隨著結(jié)溫的升高，連續(xù)工作壽命降低，工作電流加大，也會(huì)導(dǎo)致激光器容易退化，工作時(shí)的輻射功率加大，也加快退化過程。因此，這些參數(shù)都可以選座位老化試驗(yàn)的條件或考察其變化的參量。

LD的篩選和壽命試驗(yàn)常常采用高溫加速老化方法。且高溫加速老化的機(jī)理應(yīng)當(dāng)與正常工作溫度下的退化機(jī)理相同，只有這樣，外推出來的預(yù)期壽命才是可靠的。

InGaAsP激光器加速老化后在60攝氏度測(cè)定的工作電流與時(shí)間的關(guān)系

本次老化條件為：維持器件環(huán)境溫度60℃，單面輸出光功率為5mW，觀察工作電流隨老化時(shí)間的變化。圖上可見在開始的500~1000小時(shí)內(nèi)，電流增加很快，隨后出現(xiàn)拐點(diǎn)，然后趨于飽和。

根據(jù)這些結(jié)果就可以篩選器件，

器件在單一緩慢退化方式下，半導(dǎo)體激光器的壽命t和溫度T的關(guān)系服從指數(shù)形式的Arrhenius關(guān)系

Ea是激活能，Kb是玻爾茲曼常數(shù)。采用抽樣測(cè)試退化率的辦法測(cè)得Ea。退化率Rt與溫度的關(guān)系也符合Arrhenius關(guān)系：

一般以維持恒定的輸出光功率，測(cè)試不同老化溫度下的退化率即可得到樣片的激活能Ea。

dI/dt對(duì)應(yīng)上圖的I（t）拐點(diǎn)之后的退化率值。一般對(duì)于GaAlAs/GaAs激光器，其Ea的平均值約0.7eV；對(duì)于InGaAsP/InP激光，Ea平均值約1.0eV。壽命約10E5~10E6小時(shí)。

此外平均時(shí)效時(shí)間也是衡量半導(dǎo)體LD可靠性的重要參數(shù)。正常工作溫度下的平均時(shí)效時(shí)間也是通過測(cè)試高溫老化條件下的平均時(shí)效時(shí)間和激活能，然后通過Arrhenius計(jì)算得到，而高溫老化條件下平均時(shí)效時(shí)間的測(cè)定是以維持單面輸出功率恒定，電流增加50%作為失效標(biāo)準(zhǔn)。

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