【摘 要】
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目前,随着大数据、人工智能的快速发展和第五代移动通信技术（5th Generation Wireless Systems,5G技术）正式进入商用,作为短距离光纤通信和5G前传方案中的关键器件,高速直接调制半导体激光器的市场需求进一步提升。为此,本文基于一种新型的集成有源布拉格反射镜的高速直接调制分布反馈激光器（Distributed Feedback Lasers with Active Dist
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目前,随着大数据、人工智能的快速发展和第五代移动通信技术（5th Generation Wireless Systems,5G技术）正式进入商用,作为短距离光纤通信和5G前传方案中的关键器件,高速直接调制半导体激光器的市场需求进一步提升。为此,本文基于一种新型的集成有源布拉格反射镜的高速直接调制分布反馈激光器（Distributed Feedback Lasers with Active Distributed Reflector,ADR-DFB Laser）开展了可靠性方面的研究,主要的研究工作如下:根据速率方程对半导体激光器的电光转换过程进行了理论分析,并对可靠性试验常用的激光器性能参数进行了分析。还依据半导体激光器的失效模型—浴盆曲线,对半导体激光器常见的失效模式和失效机理进行了介绍和讨论。依据面发射器件的晶圆级测试,搭建了针对ADR-DFB激光器这类边发射器件的片上自动测试系统,其中测试程序主要采用Python语言编写。该测试系统可在3个小时时间里完成对2英寸晶圆上将近18000个激光器的测试。晶圆级的测试和筛选极大降低了器件的制作成本。根据加速寿命试验理论和通信器件可靠性测试通用标准—GR468,设计实施了针对ADR-DFB激光器的恒定应力加速寿命试验。选择了85℃85mA、85℃100mA和100℃100mA三组加速应力对激光器进行高温大电流的定时截尾加速试验。依据半导体激光器常用的寿命分布—威布尔分布,对加速寿命试验数据进行处理和分析。经过对数据的拟合计算,获得了ADR-DFB激光器失效的激活能为0.45e V,电流加速模型的参数值为2.09。再通过可靠性理论中平均寿命和加速因子的定义,计算得出ADR-DFB激光器在正常工作条件下（50℃50mA）寿命达到了通信应用的需求—20年以上,验证了ADR-DFB激光器的高可靠性。最后对失效器件进行了简单的失效分析,讨论了失效原因。
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