Nagy teljesítményű félvezető lézeres termikus megoldás
A félvezető lézereket először külföldről tanulmányozták. A legkorábbi technológia az Egyesült Államokból és Japánból származott, és főleg a hadseregben használták. A technológia iteratív fejlődésével elkezdték alkalmazni a polgári piacon, és olyan iparágakban, mint az optoelektronika és a kommunikáció. Hazám nemzeti védelmi iparának és az optoelektronikai gyártóiparnak a fejlődésével az ipar elkezdte növelni a nagyteljesítményű lézerek iránti keresletet, és az emberek elkezdtek kutatásokat végezni nagy teljesítményű félvezető lézereszközökkel kapcsolatban. A kutatás során kiderült, hogy a hagyományos félvezető lézerek fényminősége már nem tudja kielégíteni az emberek igényeit. A félvezető lézerek kimeneti teljesítményének növelése érdekében az emberek elkezdtek folyamatosan javítani és elemezni. A kutatás során kiderült, hogy a félvezető lézer elektromos energiájának fele használat közben hőenergiává alakul. Ha maga a félvezető lézer nem disszipálja jól a hőt, az közvetlenül befolyásolja a félvezető lézer élettartamát és használatát. Ezért a hőelvezetési problémát már most sürgősen meg kell oldaniuk a kutatóknak. Az egyik probléma.
Jelenleg a lézerek fő hűtési módjai hagyományos hűtési módszerekre és új hűtési módszerekre oszlanak. Hagyományoshűtésmódszerek közé tartozik: léghűtés, félvezető hűtés, természetes konvekcióhűtésstb., és újhűtésmódszerek közé tartozik: flip chiphűtésés mikrocsatornahűtés.
A természetes konvekciós hűtőborda hűtési módszere az, hogy bizonyos nagy hővezető képességű anyagokat használnak a keletkező hő eltávolítására, majd a hő természetes konvekcióval történő elvezetésére. A kutatás során a tudományos és műszaki személyzet azt is megállapította, hogy a bordák is segíthetnek a hő elvezetésében. , és maximalizálhatja a hőátadási sebességet a hőelvezető rendszerben a hő elvezetése során. Ha a hőmérséklet azonos, a borda emelkedése csökken, ahogy a borda magassága nő. Ha az aljzatot a hűtőborda függőleges elhelyezésére használjuk, a magasságot megfelelően növelni kell, és a magasság növelésével javítani kell a hőelvezető hatást. Egy ilyen hőelvezetési módszer használatakor sok költséget csökkenthet. A tényleges munkában a rezet vagy alumínium-nitridet gyakran használják hűtőbordaként, de a hűtőborda módszer nem tudja teljes mértékben kielégíteni a nagy teljesítményű félvezető lézerek hőelvezetési igényeit.
Nagycsatornás folyadékhűtési módszer.Ha csökkenteni szeretné a hűtőborda hőmérsékletét, csatornát kell építeni a hűtőbordában. Ha el akarja érni a hűsítő hatást, egy bizonyos vízforrást kell hozzáadnia ehhez a csatornához, hogy ne késleltesse a lézer munkáját. Erre reagálva a kutatók kutatásaik során megállapították, hogy a légterelő szerkezet hőleadó hatása jobb, mint a hagyományos üreges szerkezeté, de a csatornában a nyomásnövekedés is bekövetkezik. A kutatások azt találták, hogy bár a nagy csatornákat széles körben használják, a lézer kimeneti teljesítményének folyamatos növekedése miatt a nagy vízhűtési csatornák már nem tudják kielégíteni a nagy teljesítményű félvezető lézerek hőigényét.
A porlasztóhűtés a hűtőfolyadék porlasztással történő porlasztása a hőátadó felületre nyomás segítségével a hűtés céljának elérése érdekében. A permetező hűtés fő jellemzői a nagy hőátbocsátási tényező és az alacsony hűtőfolyadék áramlás. A kutatók azt találták, hogy ha vizet használnak közegként és szilárd kúpos fúvókákat használnak kísérletekhez, a mikrostrukturált felület növelheti a hőcserélő hatást. A vizsgálat során kiderült, hogy a permethűtés hűtési teljesítménye a permet áramlási sebességével függ össze. Emellett a kutatók egy permetezési fázisváltó hűtőt is felfedeztek. A kísérlet során a permetező hűtőberendezésben lévő fúvóka magassága és a hőleadó hatás is nagyon szorosan összefügg.
A chip hőmérséklet-emelkedésének problémája fokozatosan a félvezető lézerek normál működését akadályozó elsődleges tényezővé vált. Az új hőleadási módszerek folyamatosan elmélyítik a kutatásokat. A nagy teljesítményű félvezető lézerek hőelvezetésének megoldásához szilárdan meg kell ragadnunk a termodinamikai tudományágat, az anyagtudományt, és teljes mértékben együtt kell működnünk a feldolgozóiparral.
