Причины поломок

Причиной поломок могут стать увеличение внутренних дефектов материала, дефекты темных линий и повреждения в результате резких скачков тока, приложенного к лазерному диоду, за короткий промежуток времени. Например, разряды, проходящие через лазерный диод в результате неправильного обращения или электрического подсоединения, могут стать причиной мгновенных бросков тока в лазерном диоде. В результате ток, проходящий через лазерный диод, окажется намного выше номинального и станет причиной оптического импульса высокой мощности. Плотность фотонного потока в результате такого импульса может быть достаточно высокой, чтобы буквально «сдуть» зеркальные грани лазерного диода. Иногда это приводит к мгновенной и катастрофической поломке прибора; однако чаще возникает частичное повреждение, следствием которого становится ухудшение характеристик.

image22

Кроме изменения зависимости светоотдачи лазерных диодов от тока возбуждения, при изменениях температуры изменяется выходная длина волны. На рисунке показан уход длины волны лазерного диода при изменении температуры с интервалом в 1 °С, в то время как на рисунке показаны характеристики того же самого лазерного диода, подвергающегося изменениям температуры с интервалом в 5 °С. Сдвиг длины волны происходит благодаря изменениям показателя преломления материала в волноводе лазерного диода, длины резонатора и ширины запрещенной зоны материала. В частности, отметим, что происходят мгновенные смещения длины волны, когда лазерный диод близок к переходу к новой волне резонатора. На рисунке совершенно отчетливо видно, как в лазерном диоде происходят быстрые перескоки между двумя конкурирующими модами при температуре около 28,5 °С. В конечном итоге «одномодовый» диод под воздействием температуры совершает последовательность скачков от одной моды к другой, при том, что между перескоками моды длина волны изменяется сравнительно медленно. График, приведенный на рисунке, иллюстрирует это явление для всего температурного диапазона.

См. также:  Характеристики светоизлучающих диодов

image23

image24

Такое поведение лазерного диода принципиально отличается от поведения светоизлучающего диода, в котором дрейф выходной длины волны определяется изменением ширины запрещенной зоны материала диода и происходит плавно и непрерывно. Перескоки моды и уход длины волны в лазерном диоде могут быть вызваны не только температурой, но и изменениями тока, которые могут приводить к изменениям как характеристик световода устройства, так и внутренней температуры. На рисунке показан выходной спектр лазерного диода, работающего при трех различных уровнях тока. Заметим, что помимо сдвига при увеличении тока мощность побочных мод уменьшается, поскольку в приборе начинает преобладать поток фотонов действующей моды.