Solution thermique laser à semi-conducteur haute puissance
Les lasers à semi-conducteurs ont été étudiés pour la première fois à l’étranger. La technologie la plus ancienne est originaire des États-Unis et du Japon et était principalement utilisée dans l’armée. Avec le développement itératif de la technologie, elle a commencé à être appliquée au marché civil et à des secteurs tels que l’optoélectronique et les communications. Avec le développement de l'industrie de la défense nationale et de l'industrie de fabrication optoélectronique de mon pays, l'industrie a commencé à augmenter la demande de lasers de haute puissance, et les gens ont également commencé à mener des recherches sur les dispositifs laser à semi-conducteurs de haute puissance. Au cours de la recherche, il a été découvert que la qualité de la lumière des lasers à semi-conducteurs traditionnels ne pouvait plus répondre aux besoins des gens. Afin d'augmenter la puissance de sortie des lasers à semi-conducteurs, les gens ont commencé à s'améliorer et à analyser en permanence. Au cours de la recherche, il a été constaté que la moitié de l’énergie électrique du laser à semi-conducteur est convertie en énergie thermique lors de son utilisation. Si le laser à semi-conducteur lui-même ne dissipe pas bien la chaleur, cela affectera directement la durée de vie et l'utilisation du laser à semi-conducteur. Par conséquent, le problème de la dissipation de la chaleur doit être résolu de toute urgence par les chercheurs. Un des problèmes.
À l'heure actuelle, les principales méthodes de refroidissement des lasers sont divisées en méthodes de refroidissement traditionnelles et nouvelles méthodes de refroidissement. Traditionnelrefroidissementles méthodes comprennent : le refroidissement par air, la réfrigération des semi-conducteurs, la convection naturellerefroidissement, etc., et nouveaurefroidissementles méthodes incluent : retourner la pucerefroidissementet microcanalrefroidissement.
La méthode de refroidissement du dissipateur thermique par convection naturelle consiste à utiliser certains matériaux à haute conductivité thermique pour éliminer la chaleur générée, puis à dissiper la chaleur par convection naturelle. Au cours de la recherche, le personnel scientifique et technique a également découvert que les ailettes peuvent également aider à dissiper la chaleur. , et peut maximiser le taux de transfert de chaleur dans le système de dissipation thermique lors de la dissipation de la chaleur. Lorsque la température est la même, le pas des ailettes diminue à mesure que la hauteur des ailettes augmente. Lorsque vous utilisez le substrat pour placer le dissipateur thermique verticalement, la hauteur doit être augmentée de manière appropriée et l'effet de dissipation thermique est amélioré en augmentant la hauteur. Une telle méthode de dissipation thermique réduira considérablement les coûts lors de son utilisation. Dans le travail réel, le nitrure de cuivre ou d'aluminium est souvent utilisé comme dissipateur thermique, mais la méthode du dissipateur thermique ne peut pas répondre pleinement aux besoins de dissipation thermique des lasers à semi-conducteurs de haute puissance.
Méthode de refroidissement liquide à grand canal.Si vous souhaitez abaisser la température du dissipateur thermique, vous devez construire un canal dans le dissipateur thermique. Si vous souhaitez obtenir l'effet de refroidissement, vous devez ajouter une certaine source d'eau à ce canal, afin de ne pas retarder le travail du laser. En réponse à cela, les chercheurs ont découvert au cours de leurs recherches que l'effet de dissipation thermique de la structure du spoiler est meilleur que celui de la structure à cavité traditionnelle, mais qu'une augmentation de la pression dans le canal se produira également. Des recherches ont montré que, bien que les grands canaux soient largement utilisés, en raison de l'augmentation continue de la puissance de sortie du laser, les grands canaux de refroidissement par eau ne peuvent plus répondre aux exigences thermiques des lasers à semi-conducteurs de haute puissance.
Le refroidissement par pulvérisation consiste à pulvériser le liquide de refroidissement sur la surface de transfert de chaleur au moyen d'une atomisation à l'aide d'une pression pour atteindre l'objectif de refroidissement. Les principales caractéristiques du refroidissement par pulvérisation sont un coefficient de transfert de chaleur élevé et un faible débit de liquide de refroidissement. Les chercheurs ont découvert qu’en utilisant de l’eau comme milieu et des buses à cône solide pour les expériences, la surface microstructurée peut augmenter l’effet d’échange thermique. Au cours de l'étude, il a été constaté que les performances de refroidissement du refroidissement par pulvérisation sont liées au débit de pulvérisation. En outre, les chercheurs ont également découvert un refroidisseur à changement de phase de pulvérisation. Au cours de l'expérience, la hauteur de la buse dans le dispositif de refroidissement par pulvérisation et l'effet de dissipation thermique sont également très étroitement liés.
Le problème de l’augmentation de la température des puces est progressivement devenu le principal facteur entravant le fonctionnement normal des lasers à semi-conducteurs. Les nouvelles méthodes de dissipation thermique approfondissent constamment la recherche. Pour résoudre la dissipation thermique des lasers à semi-conducteurs de haute puissance, nous devons bien maîtriser la discipline de la thermodynamique, la science des matériaux et coopérer pleinement avec l'industrie manufacturière.
