[发明专利]半导体激光器退化测试与寿命预测实验平台

摘要

本发明提供了一种半导体激光器退化测试与寿命预测实验平台，包括计算机分析系统、半导体激光器驱动控制系统和数据传输系统。所述计算机分析系统通过数据传输系统接收半导体激光器的状态数据并做计算和分析，实现曲线绘制、退化测试和寿命预测等功能；所述半导体激光器驱动控制系统通过数据传输系统接收并解析参数设置和模式控制数据包，对半导体激光器调制电流、偏置电流、光功率和温度的控制。本发明在不影响半导体激光器正常调制工作的前提下，能够对其退化表征参数进行测试，并能采集工作中的电流、电压、温度应力进行寿命预测，实验平台能够用于半导体激光器出厂测试、光电子器件特性和激光通信的实验和教学科研。

主权项

1.一种半导体激光器退化测试与寿命预测实验平台，其特征在于，包括计算机分析系统、半导体激光器驱动控制系统和数据传输系统；所述计算机分析系统包括控制模块、分析模块；所述控制模块包括两种模式：参数设置、模式控制；所述参数设置对半导体激光器工作温度To、偏置电流Ibias、调制电流Imod和光功率P进行设置；所述模式控制针对基本参数测试、加速退化、退化测试和寿命预测四个功能，设置不同的参数设定方案和界面方案；所述分析模块包括三种模式：曲线绘制模式、退化测试模式、寿命预测模式；所述曲线绘制模式用于激光器参数测试和特性分析，包括半导体激光器I‑P曲线、I‑V曲线和退化曲线的实时绘制；退化测试模式通过测试调制模式下的逻辑0和1的半导体激光器光功率P0/P1，计算表征退化的阈值电流Ith和斜率效率ηk，并把温度T和偏置电流Ibias作为应力加速半导体激光器退化并实时测试退化表征参数；寿命预测模式通过在半导体激光器全寿命周期内对半导体激光器所受到的温度T、调制电流Imod、偏置电流Ibias应力的累积损伤进行监测，结合退化模型对半导体激光器进行寿命的预测；所述半导体激光器驱动控制系统由传感器模块、单片机模块、驱动电路模块、半导体激光器与光电二极管模块、温控与夹具模块、电源模块组成；所述传感器模块包括电流传感器、电压传感器和温度传感器，测量半导体激光器的各项工作参数，包括偏置电流Ibias、调制电流Imod、端电压Vth、光功率P、温度T；所述单片机模块将传感器获取的参数数据按照设计的传输协议打包后传输给计算机分析系统，并能接收计算机分析系统的参数设置和模式控制数据作用到驱动电路模块和温控模块；所述驱动电路模块包括激光器恒功率控制电路、直流偏置电路、调制电路和保护电路；所述半导体激光器与光电二极管模块将半导体激光器发出的光经过光电二极管转换为光电流；温控与夹具模块对半导体激光器模块进行温度测试与控制；电源模块对需要电源的模块的稳定供电；所述数据传输系统包括传输介质、传输接口和传输协议；所述传输介质具有无线和有线两种方式；所述传输接口包括USB接口和232接口；所述传输协议包括数据包的格式、校验方式和传输方式；所述数据传输系统主要进行实现计算机分析系统和半导体激光器驱动控制系统的数据传输；所述计算机分析系统通过所述数据传输系统发送参数设置和模式控制数据到所述半导体激光器驱动控制系统；所述半导体激光器驱动控制系统通过所述数据传输系统再将状态数据发送回所述计算机分析系统，实现半导体激光器的实时控制和测试。