【摘 要】
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超辐射发光二极管是一种广泛应用于航空航天、医疗以及无线电等领域,具有长寿命和高可靠性的半导体光学器件,因此对其可靠性进行研究有着重要意义。以工作失效寿命为依据的传统可靠性分析方法不适用于长寿命和高可靠性的器件,本文在分析超辐射发光二极管的失效机理后,发现其光功率性能在退化过程中包含大量的信息,因此利用性能退化量对超辐射发光二极管进行可靠性建模,完成可靠性评估工作是可行且有效的。本文主要包含以下内容
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超辐射发光二极管是一种广泛应用于航空航天、医疗以及无线电等领域,具有长寿命和高可靠性的半导体光学器件,因此对其可靠性进行研究有着重要意义。以工作失效寿命为依据的传统可靠性分析方法不适用于长寿命和高可靠性的器件,本文在分析超辐射发光二极管的失效机理后,发现其光功率性能在退化过程中包含大量的信息,因此利用性能退化量对超辐射发光二极管进行可靠性建模,完成可靠性评估工作是可行且有效的。本文主要包含以下内容:(1)对超辐射发光二极管的工作原理和特性进行阐述,深入分析其失效模式和失效机理,并对关于性能退化的可靠性理论进行叙述和分析,提出可靠性性能指标。(2)建立基于时间序列的超辐射发光二极管可靠性分析模型。针对超辐射发光二极管工作时的性能退化量具有时间序列的特性,提出采用时间序列模型来对性能退化进行拟合。双参数平滑法是有长期趋势而无季节趋势,同时具有线性趋势的时间序列,非常适合用于超辐射发光二极管的性能退化量的拟合。根据设定的失效阈值,得出超辐射发光二极管伪失效寿命。通过伪失效寿命数据计算可靠性模型参数,进而完成对其的可靠性进行分析与评估。(3)建立基于图形法的超辐射发光二极管可靠性模型。针对采用时间序列拟合超辐射发光二极管可能会导致评估结果较为理想的问题,使用幂指数函数对退化趋势进行拟合,得到性能退化轨迹拟合方程并进行作图。提出一种数据质检工具(个体分布识别)来对伪失效寿命进行可靠性模型检测,考虑到伪失效寿命有可能不符合正态分布,通过BOX-COX对数据进行变换,得到对数正态分布,对比表明使用对数正态分布进行超辐射发光二极管可靠性分析的效果最好。最后通过实例验证该方法是有效的。
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