Puolijohdekiekkolaserin eliniän tilastollinen tarkastelu
Mäki, Mika (2020)
2020
Teknis-luonnontieteellinen DI-ohjelma - Master's Programme in Science and Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. Only for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-11-12
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202010277540
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202010277540
Tiivistelmä
Tampereen yliopiston Optoelektroniikan tutkimuskeskuksella kehitetyt puolijohdekiekkolaserit ovat saavuttaneet kaupallisen tason Vexlum Oy:n puitteissa, mikä on kasvattanut tuotannon mittakaavaa ja tiukentanut laatuvaatimuksia. Sovelluskohteisiin asennettavien laserlaitteistojen eliniän on vähintään vastattava sovelluskohteen muun laitteiston huoltoväliä, ja mahdollisten vikaantumisten tulisi olla ennakoitavissa. Laadunvalvontadataa tarvitaan, jotta voidaan tehdä tilastollisia johtopäätöksiä havaittujen ominaisuuksien ja eliniän yhteydestä, ja näin laserlaitteistoja voidaan kehittää vastaamaan sovelluskohteiden elinikävaatimuksia.
Tämä opinnäytetyö on jatkoa allekirjoittaneen kandidaatintyölle, jossa kehitettiin karakterisointimenetelmiä puolijohdekiekkolaserien vahvistinpeilien laadunvalvontaan. Työssä kehitettiin elinikätestauslaitteisto puolijohdekiekkolaserien vahvistinpeileille sekä tietokantasovellus vahvistinpeilituotannon seurantaan. Elinikätestauslaitteistolla mitattiin kolmea 1180 nm vahvistinpeilisirua yli 2600 tunnin ajan, mikä antoi suuntaa-antavan käsityksen kyseisen aallonpituusalueen vahvistinpeilien eliniästä. Laitteiston toteutuksessa havaittiin useita parannuskohteita. Havaintojen pohjalta voidaan rakentaa elinikätestauslaitteisto, jolla vahvistinpeilejä mitataan ISO 17526:2003 -standardin mukaisesti siten, että tuloksista voidaan vetää tilastollisia johtopäätöksiä muiden samoista materiaaleista kasvatettujen vahvistinpeilien eliniästä.
Kehitetty tietokantasovellus toimii laadunvalvonta-, prosessinohjaus- ja varastonhallintajärjestelmänä mahdollistaen sirujen tuotantoketjun seuraamisen alustakiteestä valmiiseen laserlaitteeseen asti. Sovellus on selainpohjainen ja siten käytettävissä niin työasemilta kuin mobiililaitteiltakin. Sen avulla voidaan muodostaa tilastoja ja kuvaajia korrelaatioista valmistusparametrien ja siruista mitattujen ominaisuuksien välillä ja siten tunnistaa sirujen elinikään vaikuttavia tekijöitä.
Tämä opinnäytetyö on jatkoa allekirjoittaneen kandidaatintyölle, jossa kehitettiin karakterisointimenetelmiä puolijohdekiekkolaserien vahvistinpeilien laadunvalvontaan. Työssä kehitettiin elinikätestauslaitteisto puolijohdekiekkolaserien vahvistinpeileille sekä tietokantasovellus vahvistinpeilituotannon seurantaan. Elinikätestauslaitteistolla mitattiin kolmea 1180 nm vahvistinpeilisirua yli 2600 tunnin ajan, mikä antoi suuntaa-antavan käsityksen kyseisen aallonpituusalueen vahvistinpeilien eliniästä. Laitteiston toteutuksessa havaittiin useita parannuskohteita. Havaintojen pohjalta voidaan rakentaa elinikätestauslaitteisto, jolla vahvistinpeilejä mitataan ISO 17526:2003 -standardin mukaisesti siten, että tuloksista voidaan vetää tilastollisia johtopäätöksiä muiden samoista materiaaleista kasvatettujen vahvistinpeilien eliniästä.
Kehitetty tietokantasovellus toimii laadunvalvonta-, prosessinohjaus- ja varastonhallintajärjestelmänä mahdollistaen sirujen tuotantoketjun seuraamisen alustakiteestä valmiiseen laserlaitteeseen asti. Sovellus on selainpohjainen ja siten käytettävissä niin työasemilta kuin mobiililaitteiltakin. Sen avulla voidaan muodostaa tilastoja ja kuvaajia korrelaatioista valmistusparametrien ja siruista mitattujen ominaisuuksien välillä ja siten tunnistaa sirujen elinikään vaikuttavia tekijöitä.