半导体激光器具有电光转换效率高,易于调制,使用寿命长,体积小和可集成化等特点,被广泛用于应用于通信、加工、医疗、消费电子以及国防安全等领域。随着激光技术的不断发展和进步,全固态、光纤激光系统对高功率半导体激光器的可靠性提出了越来越高的要求。器件不仅需要在性能上满足使用要求,还需要在严苛的工作环境中有较长的工作寿命。寿命预测是高功率半导体激光器可靠性评估的首要环节。而目前寿命预测的方法难以满足半导体激光器研发迭代的时效性要求。因此,研究一种更高效的加速试验方法对高功率半导体激光器的工艺改进与可靠性提高具有重要的指导意义。本论文以830 nm F-mount高功率半导体激光器单管为研究对象,采用双应力交叉步进加速退化试验方法,建立激光器寿命预测模型并对性能退化数据处理外推预测其平均失效时间。此外,本论文还对实验器件进行了失效机理分析。本论文主要研究内容与结果如下:1、加速退化试验通过记录性能退化数据可以弥补长寿命样品失效数据较少的缺陷。本文以可靠性理论与加速理论为基础,提出温度-电流交叉步进加速退化试验方案,建立了基于Yamakoshi方程的光输出功率退化模型,并给出其参数估计方法与加速模型参数优化方案及显著性检验流程。2、自主搭建了高功率半导体激光器单管退化测试平台,对12只单管在四种不同的双应力条件A[22°C,1.4 A],B[42°C,1.4 A],C[42°C,1.8 A],D[62°C,1.8 A]下各进行400小时,总计1600小时的加速退化试验,将光输出功率退化数据拟合性能退化模型。将参数估计结果代入广义艾琳模型中进行了模型参数个数的统计推断,修正得到加速模型并结合威布尔寿命分布,以80%功率退化为失效判据外推得出器件在额定工作条件[22°C,0.9 A]下的平均失效时间（MTTF）为5811小时。试验对比传统的恒定电流加速寿命试验,节约了大于57.7%的试验时间。此外,利用了前三种双应力条件下的数据对寿命预测模型进行了准确性检验,误差均不超过10%。3、研究了加速试验继续进行200 h内发生失效器件的内在失效机制,采用扫描电子显微镜（SEM）,能谱仪（EDS）,电致发光（EL）对腔面,有源区内部进行观察,结合其退化数据分析器件失效主要有两方面原因:一是器件有源区在高电流条件下长时间工作导致缺陷扩散,通过EL图像观察到体材料光学灾变损伤;二是腔面由于腔面缺陷或局部污染在高温度条件下导致热失控,形成正反馈机制烧毁腔面,通过SEM图像观察到腔面光学灾变损伤。从器件失效结果分析,过高的电流与温度条件会形成交互作用,进一步影响半导体激光器的退化。提升腔面光学灾变损伤阈值,在工艺上对有源区和腔面引入更少的缺陷是提高器件可靠性的关键。