大功率激光器被广泛应用于各种合金或钢材的打标、切割及表面硬化等。某些场合激光器工作于1%或以上占空比的脉冲模式下以期获得更高的光能强度。这一方式在避免激光器过热的同时仍可在短时间内提供极高的光功率。

尽管半导体激光器是现有光电转换效率最高的方式，但也鲜有能达到50%以上转换效率的实例。 这意味着那些出光功率在100 W或以上的器件同时需要处理至少100 W的热能。根据光发射过程中的物理原理，激光器只能在电流和光强度非常高的状态下工作，高功率激光Bar也不例外。如同其他所有的功率半导体器件，多个互相紧靠着的单管器件将超大量的热能汇集在了极小的一个体积内。

更为令人不安的是，一个激光器受热愈多，其将电能转换为光能的效率愈低。因此一旦一个激光Bar无法得到有效的冷却，它的温度就会升高，从而导致光电转换效率降低并进一步带来更多热量，这将导致一个灾难性的结果，我们称之为“热逸散”。

因此需要进行可靠性测试。在器件任何测试或老化过程中，有两种基本方式来控制激光器温度恒定，激光器热沉及空冷/水冷底板直接接触的方式，常用于80 W以下的中等功率器件。对于大功率激光器则会采用内部自有的水冷微通道，这一结构允许冷却水在激光器下方约100 µm处通过。良好的温度控制是测试任何激光器可靠性的前提，毕竟所有的重要指标都与温度直接相关。

老化及特性测试

在量产过程中，总会有一些工艺上的差别，例如某特定部件的厚度的不一致，无论是系统性的还是随机性的。为了确保合格率，所有厚度偏差在指定规格内的部件都被认为是合格的，这种情况对于每个独立部件或材料成分都是如此。

当特定的一组随机差异作用于一独立产品时，有时会导致某种明显失效的发生，甚至是经特性检测合格的产品的寿命缩短。这些早期发生的失效，即我们说的“Infant Mortalities”，可以通过制造流程中对产品的加速老化并监测特性参数的变化来加以甄别。

一个老化的流程通常应使器件工作于大负荷电流或高温环境下，生产者可通过在老化前后测量激光器的波长、功率、远场等各种参数来淘汰那些表现出极端变化的产品。

特定产品的实际规格以及最合适老化方法的参数必须通过大量的实验来确定。品质管理人员需要综合考虑测试/老化的成本以及不合格产品流出或合格产品的误判。

某些依存于时间、温度的失效的原理已经为大家所了解，亦可在一定精度范围内被准确预判。例如，通过确定激光器中特定半导体结构的激发能量，我们可以预测在特定温度下光功率（电流）下降固定值所需要的时间。这会直接提升激光器的预期产品寿命这一对用户来说极为关键的参数。

对激光器进行老化的另一个好处是使其几个重要参数在经过一段时间的连续工作后趋于稳定。例如一个全新的激光器的光功率输出及波长在未达到稳定值的初期会急剧变化。

对大功率激光器的评价需要其基本的光学特性得到较好的控制。经常可以看到的是，由多个激光器Bar发出的光被耦合入另一个器件，如某个装有透镜的外部谐振腔。而光与这些微透镜间的耦合效率则取决于近场和远场光束两者是否都能被较好的控制。

当一个激光器完成组装后，不同材料间热膨胀系数的差异导致的热应力会造成Bar的弯曲形变。在这种情况下，Bar上所有的单管发射器将不再是呈直线排列。这样的弯曲将直接影响到激光器与某外部谐振腔（如：Nd:YAG腔）之间的耦合效率，与此类似的情形还有激光光束远场特性不对称造成的耦合效率降低。因此这些特性才成为器件规格中非常重要的一部分。

光的波长会影响到特定材料对光的吸收效率，因此部分特性的测试应以波长为中心进行分布。

为了比较老化前后各项参数的变化，一些制造商将每个器件分别在老化实施前后加载到测试台上测试，这样就会带来大量额外的对器件的操作和重要数据的追踪比较，还包括所有器件的筛选。

Yelo Ltd.已经开发出一套能够适用于最高200 amps的大功率激光二极管特性测试和老化设备 ，兼容各种封装形式的接触式或水冷式产品。模块化的系统构造使得不同结构的激光器可以同时进行老化，而且每一个器件的工作完全独立于其他器件。

该老化系统可按用户定义的间隔全自动完成LIV测量，不仅能为用户提供产品寿命相关数据（例如输出光功率随时间的变动），而且用户能够看到在哪个时间点阈值达到稳定状态。这会大大简化生产工艺，失效产品在老化结束后可立即被淘汰。为了确保测量的精度，系统中所有使用的工具仪器均按国际标准进行校准。

总结

对激光器的老化是改善大功率激光器产品品质，淘汰早期失效产品并使产品几个主要特性参数在出厂前达到稳定状态的必要手段。Yelo Ltd.提供的系统能够自动完成老化过程并在老化前后测试各项参数。这能使制造商准确完成对优等产品的评价。