Termalno rješenje poluprovodničkog lasera velike snage
Poluprovodnički laseri su prvi put proučavani iz inostranstva. Najranija tehnologija potječe iz Sjedinjenih Država i Japana i uglavnom se koristila u vojsci. Sa iterativnim razvojem tehnologije, počeo se primjenjivati na civilnom tržištu i primjenjivati u industrijama kao što su optoelektronika i komunikacije. Sa razvojem nacionalne odbrambene industrije i industrije optoelektronske proizvodnje u mojoj zemlji, industrija je počela da povećava potražnju za laserima velike snage, a ljudi su takođe počeli da provode istraživanja o poluprovodničkim laserskim uređajima velike snage. Tokom istraživanja je otkriveno da kvalitet svjetla tradicionalnih poluvodičkih lasera više ne može zadovoljiti potrebe ljudi. Kako bi povećali izlaznu snagu poluvodičkih lasera, ljudi su se počeli kontinuirano usavršavati i analizirati. Tokom istraživanja je utvrđeno da se polovina električne energije poluvodičkog lasera pretvara u toplotnu energiju kada je u upotrebi. Ako sam poluvodički laser ne raspršuje dobro toplinu, to će direktno utjecati na vijek trajanja i upotrebu poluvodičkog lasera. Stoga je problem disipacije topline hitno potrebno riješiti istraživačima. Jedan od problema.
Trenutno su glavne metode hlađenja lasera podijeljene na tradicionalne metode hlađenja i nove metode hlađenja. Tradicionalnohlađenjemetode uključuju: hlađenje zrakom, poluvodičko hlađenje, prirodnu konvekcijuhlađenjeitd. i novohlađenjemetode uključuju: flip chiphlađenjei mikrokanalhlađenje.
Metoda hlađenja hladnjaka prirodnom konvekcijom je korištenje nekih materijala s visokom toplotnom provodljivošću kako bi se oduzela stvorena toplina, a zatim se toplina raspršila prirodnom konvekcijom. Tokom istraživanja, naučno i tehničko osoblje je također otkrilo da peraja također mogu pomoći u rasipavanju topline , i može maksimizirati brzinu prijenosa topline u sistemu za rasipanje topline prilikom odvođenja topline. Kada je temperatura ista, nagib peraja će se smanjiti kako se visina peraja povećava. Kada koristite podlogu za postavljanje hladnjaka okomito, visinu je potrebno na odgovarajući način povećati, a učinak odvođenja topline se poboljšava povećanjem visine. Takav način odvođenja topline će smanjiti mnogo troškova kada se koristi. U stvarnom radu, bakar ili aluminij nitrid se često koristi kao hladnjak, ali metoda hladnjaka ne može u potpunosti zadovoljiti potrebe za rasipanjem topline poluvodičkih lasera velike snage.
Metoda tečnog hlađenja velikog kanala.Ako želite da snizite temperaturu hladnjaka, potrebno je da napravite kanal u hladnjaku. Ako želite postići efekat hlađenja, potrebno je da u ovaj kanal dodate određeni izvor vode, kako ne biste odlagali rad lasera. Kao odgovor na ovo, istraživači su tokom svog istraživanja otkrili da je efekat disipacije toplote strukture spojlera bolji od učinka tradicionalne šupljine, ali će takođe doći do povećanja pritiska u kanalu. Istraživanja su otkrila da iako se veliki kanali široko koriste, zbog kontinuiranog povećanja izlazne snage lasera, veliki kanali vodenog hlađenja više ne mogu zadovoljiti toplinske zahtjeve poluvodičkih lasera velike snage.
Hlađenje raspršivanjem je raspršivanje rashladne tekućine na površinu za prijenos topline raspršivanjem uz pomoć pritiska kako bi se postigla svrha hlađenja. Glavne karakteristike hlađenja raspršivanjem su veliki koeficijent prolaza toplote i mali protok rashladne tečnosti. Istraživači su otkrili da kada se koristi voda kao medij i koriste čvrste konusne mlaznice za eksperimente, mikrostrukturirana površina može povećati učinak izmjene topline. Tokom istraživanja je utvrđeno da je učinak hlađenja raspršivanjem povezan sa brzinom protoka spreja. Osim toga, istraživači su otkrili i hladnjak za promjenu faze u spreju. Tokom eksperimenta, visina mlaznice u uređaju za hlađenje raspršivačem i efekat odvođenja toplote su takođe veoma usko povezani.
Problem porasta temperature čipa postepeno je postao primarni faktor koji ometa normalan rad poluvodičkih lasera. Nove metode odvođenja topline neprestano produbljuju istraživanja. Da bismo riješili rasipanje topline poluvodičkih lasera velike snage, moramo čvrsto shvatiti disciplinu termodinamike, nauku o materijalima i u potpunosti sarađivati s proizvodnom industrijom.
