Тепловое решение для полупроводникового лазера высокой мощности
Полупроводниковые лазеры впервые изучались за рубежом. Самая ранняя технология возникла в США и Японии и в основном использовалась в вооруженных силах. С итеративным развитием технологии ее начали применять на гражданском рынке и применять в таких отраслях, как оптоэлектроника и связь. С развитием национальной оборонной промышленности и оптоэлектронной промышленности моей страны спрос на мощные лазеры начал расти, и люди также начали проводить исследования в области мощных полупроводниковых лазерных устройств. В ходе исследования было обнаружено, что качество света традиционных полупроводниковых лазеров больше не может удовлетворять потребности людей. Чтобы увеличить выходную мощность полупроводниковых лазеров, люди начали постоянно совершенствоваться и анализировать. В ходе исследований было установлено, что половина электрической энергии полупроводникового лазера при его использовании преобразуется в тепловую энергию. Если сам полупроводниковый лазер плохо рассеивает тепло, это напрямую повлияет на срок службы и использование полупроводникового лазера. Поэтому проблема рассеивания тепла срочно требует решения исследователей. Одна из проблем.
В настоящее время основные методы охлаждения лазеров делятся на традиционные и новые методы охлаждения. Традиционныйохлаждениеметоды включают: воздушное охлаждение, полупроводниковое охлаждение, естественную конвекцию.охлаждениеи т. д., и новыеохлаждениеметоды включают в себя: флип-чипохлаждениеи микроканалохлаждение.
Метод охлаждения радиатора с естественной конвекцией заключается в использовании некоторых материалов с высокой теплопроводностью для отвода выделяемого тепла, а затем его рассеивания посредством естественной конвекции. В ходе исследования научно-технический персонал также обнаружил, что ребра также могут помочь рассеивать тепло. и может максимизировать скорость теплопередачи в системе отвода тепла при рассеивании тепла. При одинаковой температуре шаг ребер будет уменьшаться по мере увеличения высоты ребер. При использовании подложки для вертикального размещения радиатора высоту необходимо соответствующим образом увеличить, а эффект рассеивания тепла улучшается за счет увеличения высоты. Такой метод отвода тепла позволит значительно снизить затраты при использовании. В реальной работе в качестве теплоотвода часто используется нитрид меди или алюминия, но метод теплоотвода не может полностью удовлетворить потребности в отводе тепла мощных полупроводниковых лазеров.
Метод жидкостного охлаждения с большим каналом.Если вы хотите снизить температуру радиатора, вам необходимо построить канал в радиаторе. Если вы хотите добиться охлаждающего эффекта, вам необходимо добавить в этот канал определенный источник воды, чтобы не задерживать работу лазера. В ответ на это исследователи в ходе своих исследований обнаружили, что эффект рассеивания тепла у конструкции спойлера лучше, чем у традиционной конструкции с полостью, но также произойдет увеличение давления в канале. Исследования показали, что, хотя большие каналы широко используются, из-за постоянного увеличения выходной мощности лазера большие каналы водяного охлаждения больше не могут соответствовать тепловым требованиям мощных полупроводниковых лазеров.
Охлаждение распылением заключается в распылении охлаждающей жидкости на поверхность теплопередачи посредством распыления под давлением для достижения цели охлаждения. Основными характеристиками распылительного охлаждения являются большой коэффициент теплопередачи и низкий расход охлаждающей жидкости. Исследователи обнаружили, что при использовании воды в качестве среды и использовании для экспериментов насадок с твердым конусом микроструктурированная поверхность может увеличить эффект теплообмена. В ходе исследования было обнаружено, что эффективность охлаждения распылением связана со скоростью потока распыления. Кроме того, исследователи также обнаружили распылительный охладитель с фазовым переходом. Во время эксперимента высота сопла в устройстве распылительного охлаждения и эффект рассеивания тепла также очень тесно связаны.
Проблема повышения температуры чипов постепенно стала основным фактором, препятствующим нормальной работе полупроводниковых лазеров. Новые методы рассеивания тепла постоянно углубляют исследования. Чтобы решить проблему рассеивания тепла в мощных полупроводниковых лазерах, мы должны твердо освоить дисциплины термодинамики, материаловедения и полностью сотрудничать с обрабатывающей промышленностью.
