High Power Semiconductor Laser termisk lösning
Halvledarlasrar studerades först från utlandet. Den tidigaste tekniken kom från USA och Japan och användes främst inom militären. Med den iterativa utvecklingen av teknik började den tillämpas på den civila marknaden och tillämpas i industrier som optoelektronik och kommunikation. Med utvecklingen av mitt lands nationella försvarsindustri och optoelektroniska tillverkningsindustri har industrin börjat öka efterfrågan på högeffektslasrar, och folk har också börjat forska om högeffekts halvledarlaserenheter. Under forskningen upptäcktes att ljuskvaliteten hos traditionella halvledarlasrar inte längre kunde möta människors behov. För att öka uteffekten från halvledarlasrar började folk kontinuerligt förbättra och analysera. Under forskningen fann man att hälften av den elektriska energin i halvledarlasern omvandlas till värmeenergi när den används. Om halvledarlasern själv inte avleder värme bra, kommer det att direkt påverka halvledarlaserns livslängd och användning. Därför är problemet med värmeavledning angeläget att lösas av forskare nu. Ett av problemen.
För närvarande är de huvudsakliga kylmetoderna för lasrar uppdelade i traditionella kylmetoder och nya kylmetoder. Traditionellkyl-metoder inkluderar: luftkylning, halvledarkylning, naturlig konvektionkyl-, etc., och nyakyl-metoder inkluderar: flip chipkyl-och mikrokanalkyl-.
Naturlig konvektion kylfläns kylningsmetod är att använda vissa material med hög värmeledningsförmåga för att ta bort värmen som genereras och sedan avleda värmen genom naturlig konvektion. Under forskningen fann den vetenskapliga och tekniska personalen också att fenorna också kan hjälpa till att avleda värme , och kan maximera värmeöverföringshastigheten i värmeavledningssystemet vid bortledning av värme. När temperaturen är densamma kommer fenstigningen att minska när fenhöjden ökar. När man använder substratet för att placera kylflänsen vertikalt, måste höjden ökas på lämpligt sätt, och värmeavledningseffekten förbättras genom att öka höjden. En sådan värmeavledningsmetod kommer att minska en hel del kostnader när den används. I verkligt arbete används ofta koppar- eller aluminiumnitrid som kylfläns, men kylflänsmetoden kan inte fullt ut tillgodose värmeavledningsbehoven hos högeffektshalvledarlasrar.
Vätskekylningsmetod med stor kanal.Om du vill sänka temperaturen på kylflänsen behöver du bygga en kanal i kylflänsen. Om du vill uppnå kyleffekten måste du lägga till en viss vattenkälla till denna kanal för att inte fördröja laserns arbete. Som svar på detta fann forskare under sin forskning att spoilerstrukturens värmeavledningseffekt är bättre än den för den traditionella kavitetsstrukturen, men tryckökningen i kanalen kommer också att inträffa. Forskning har funnit att även om stora kanaler används i stor utsträckning, på grund av den kontinuerliga ökningen av laserns uteffekt, kan stora kanaler för vattenkylning inte längre uppfylla de termiska kraven för högeffekts halvledarlasrar.
Spraykylning är att spraya kylvätskan till värmeöverföringsytan genom finfördelning med hjälp av tryck för att uppnå syftet med kylning. Huvudegenskaperna för spraykylning är stor värmeöverföringskoefficient och lågt kylvätskeflöde. Forskare har funnit att när man använder vatten som medium och använder fasta konmunstycken för experiment, kan den mikrostrukturerade ytan öka värmeväxlingseffekten. Under studien fann man att spraykylningens kylprestanda är relaterad till sprayflödeshastigheten. Dessutom upptäckte forskarna också en sprayfasbyteskylare. Under experimentet är munstyckshöjden i spraykylanordningen och värmeavledningseffekten också mycket nära relaterade.
Problemet med chiptemperaturökning har gradvis blivit den primära faktorn som hindrar den normala driften av halvledarlasrar. Nya värmeavledningsmetoder fördjupar hela tiden forskningen. För att lösa värmeavledningen av högeffekts halvledarlasrar måste vi ta fasta på termodynamiken, materialvetenskapen och fullt ut samarbeta med tillverkningsindustrin.
