Soluție termică cu laser semiconductor de mare putere
Laserele semiconductoare au fost studiate pentru prima dată din străinătate. Cea mai veche tehnologie a provenit din Statele Unite și Japonia și a fost folosită în principal în armată. Odată cu dezvoltarea iterativă a tehnologiei, aceasta a început să fie aplicată pe piața civilă și aplicată în industrii precum optoelectronica și comunicațiile. Odată cu dezvoltarea industriei naționale de apărare a țării mele și a industriei de producție optoelectronice, industria a început să crească cererea de lasere de mare putere, iar oamenii au început, de asemenea, să efectueze cercetări asupra dispozitivelor laser semiconductoare de mare putere. În timpul cercetării, s-a descoperit că calitatea luminii laserelor tradiționale cu semiconductor nu mai putea satisface nevoile oamenilor. Pentru a crește puterea de ieșire a laserelor semiconductoare, oamenii au început să se îmbunătățească și să analizeze continuu. În timpul cercetării, s-a constatat că jumătate din energia electrică a laserului semiconductor este convertită în energie termică atunci când este în uz. Dacă laserul semiconductor în sine nu disipează bine căldura, acesta va afecta direct durata de viață și utilizarea laserului semiconductor. Prin urmare, problema disipării căldurii este urgentă pentru a fi rezolvată de cercetători acum. Una dintre probleme.
În prezent, principalele metode de răcire ale laserelor sunt împărțite în metode tradiționale de răcire și metode noi de răcire. Tradiţionalrăciremetodele includ: răcirea cu aer, refrigerarea semiconductoarelor, convecția naturalărăcire, etc., și noirăciremetodele includ: flip chiprăcireși microcanalrăcire.
Metoda de răcire a radiatorului prin convecție naturală este utilizarea unor materiale cu conductivitate termică ridicată pentru a elimina căldura generată și apoi a disipa căldura prin convecție naturală. În timpul cercetării, personalul științific și tehnic a constatat, de asemenea, că aripioarele pot ajuta și la disiparea căldurii. și poate maximiza rata de transfer de căldură în sistemul de disipare a căldurii atunci când disipează căldura. Când temperatura este aceeași, pasul aripioarelor va scădea pe măsură ce înălțimea aripioarelor crește. Când utilizați substratul pentru a plasa radiatorul vertical, înălțimea trebuie mărită în mod corespunzător, iar efectul de disipare a căldurii este îmbunătățit prin creșterea înălțimii. O astfel de metodă de disipare a căldurii va reduce o mulțime de costuri atunci când este utilizată. În munca efectivă, nitrura de cupru sau de aluminiu este adesea folosită ca radiator, dar metoda radiatorului nu poate satisface pe deplin nevoile de disipare a căldurii ale laserelor semiconductoare de mare putere.
Metoda de răcire cu lichid cu canal mare.Dacă doriți să reduceți temperatura radiatorului, trebuie să construiți un canal în radiatorul. Dacă doriți să obțineți efectul de răcire, trebuie să adăugați o anumită sursă de apă la acest canal, pentru a nu întârzia lucrul laserului. Ca răspuns la aceasta, cercetătorii au descoperit în timpul cercetării că efectul de disipare a căldurii al structurii spoilerului este mai bun decât cel al structurii tradiționale a cavității, dar va avea loc și creșterea presiunii în canal. Cercetările au descoperit că, deși canalele mari sunt utilizate pe scară largă, din cauza creșterii continue a puterii de ieșire a laserului, canalele mari de răcire cu apă nu mai pot îndeplini cerințele termice ale laserelor semiconductoare de mare putere.
Răcirea prin pulverizare este pulverizarea lichidului de răcire pe suprafața de transfer de căldură prin atomizare cu ajutorul presiunii pentru a atinge scopul răcirii. Principalele caracteristici ale răcirii prin pulverizare sunt coeficientul mare de transfer de căldură și debitul scăzut de lichid de răcire. Cercetătorii au descoperit că atunci când se utilizează apă ca mediu și se folosesc duze conice solide pentru experimente, suprafața microstructurată poate crește efectul de schimb de căldură. În timpul studiului, s-a constatat că performanța de răcire a răcirii prin pulverizare este legată de debitul de pulverizare. În plus, cercetătorii au descoperit și un răcitor cu schimbarea fazei de pulverizare. În timpul experimentului, înălțimea duzei din dispozitivul de răcire prin pulverizare și efectul de disipare a căldurii sunt, de asemenea, foarte strâns legate.
Problema creșterii temperaturii cipului a devenit treptat factorul principal care împiedică funcționarea normală a laserelor semiconductoare. Noile metode de disipare a căldurii aprofundează constant cercetările. Pentru a rezolva disiparea căldurii laserelor semiconductoare de mare putere, trebuie să înțelegem cu fermitate disciplina termodinamică, știința materialelor și să cooperăm pe deplin cu industria de producție.
