Solución térmica láser semiconductor de alta potencia
Los láseres semiconductores se estudiaron por primera vez en el extranjero. La tecnología más antigua se originó en Estados Unidos y Japón, y se utilizó principalmente en el ejército. Con el desarrollo iterativo de la tecnología, comenzó a aplicarse al mercado civil y a industrias como la optoelectrónica y las comunicaciones. Con el desarrollo de la industria de defensa nacional y la industria de fabricación optoelectrónica de mi país, la industria ha comenzado a aumentar la demanda de láseres de alta potencia y la gente también ha comenzado a realizar investigaciones sobre dispositivos láser semiconductores de alta potencia. Durante la investigación se descubrió que la calidad de la luz de los láseres semiconductores tradicionales ya no podía satisfacer las necesidades de las personas. Para aumentar la potencia de salida de los láseres semiconductores, la gente comenzó a mejorar y analizar continuamente. Durante la investigación, se descubrió que la mitad de la energía eléctrica del láser semiconductor se convierte en energía térmica cuando está en uso. Si el láser semiconductor en sí no disipa bien el calor, afectará directamente la vida útil y el uso del láser semiconductor. Por lo tanto, los investigadores deben resolver urgentemente el problema de la disipación de calor. Uno de los problemas.
En la actualidad, los principales métodos de enfriamiento de los láseres se dividen en métodos de enfriamiento tradicionales y nuevos métodos de enfriamiento. TradicionalenfriamientoLos métodos incluyen: refrigeración por aire, refrigeración de semiconductores y convección natural.enfriamiento, etc., y nuevoenfriamientoLos métodos incluyen: flip chipenfriamientoy microcanalenfriamiento.
El método de enfriamiento del disipador de calor por convección natural consiste en utilizar algunos materiales con alta conductividad térmica para eliminar el calor generado y luego disipar el calor mediante convección natural. Durante la investigación, el personal científico y técnico también descubrió que las aletas también pueden ayudar a disipar el calor. Y puede maximizar la tasa de transferencia de calor en el sistema de disipación de calor al disipar calor. Cuando la temperatura es la misma, el paso de las aletas disminuirá a medida que aumenta la altura de las aletas. Cuando se utiliza el sustrato para colocar el disipador de calor verticalmente, la altura debe aumentarse adecuadamente y el efecto de disipación de calor mejora al aumentar la altura. Este método de disipación de calor reducirá muchos costes cuando se utilice. En el trabajo real, el nitruro de cobre o aluminio se utiliza a menudo como disipador de calor, pero el método del disipador de calor no puede satisfacer completamente las necesidades de disipación de calor de los láseres semiconductores de alta potencia.
Método de refrigeración líquida de canal grande.Si desea reducir la temperatura del disipador de calor, debe construir un canal en el disipador de calor. Si desea lograr el efecto de enfriamiento, debe agregar una determinada fuente de agua a este canal para no retrasar el trabajo del láser. En respuesta a esto, los investigadores descubrieron durante su investigación que el efecto de disipación de calor de la estructura del alerón es mejor que el de la estructura de cavidad tradicional, pero también se producirá un aumento de presión en el canal. La investigación ha descubierto que, aunque los canales grandes se utilizan ampliamente, debido al aumento continuo de la potencia de salida del láser, los canales grandes de refrigeración por agua ya no pueden satisfacer los requisitos térmicos de los láseres semiconductores de alta potencia.
El enfriamiento por aspersión consiste en rociar el líquido refrigerante a la superficie de transferencia de calor mediante atomización con la ayuda de presión para lograr el propósito de enfriamiento. Las principales características del enfriamiento por aspersión son un alto coeficiente de transferencia de calor y un bajo flujo de refrigerante. Los investigadores han descubierto que cuando se utiliza agua como medio y boquillas de cono sólido para experimentos, la superficie microestructurada puede aumentar el efecto de intercambio de calor. Durante el estudio, se descubrió que el rendimiento de enfriamiento del enfriamiento por aspersión está relacionado con el caudal de aspersión. Además, los investigadores también descubrieron un enfriador de cambio de fase de pulverización. Durante el experimento, la altura de la boquilla en el dispositivo de enfriamiento por pulverización y el efecto de disipación de calor también están estrechamente relacionados.
El problema del aumento de temperatura de los chips se ha convertido gradualmente en el principal factor que obstaculiza el funcionamiento normal de los láseres semiconductores. La investigación se profundiza constantemente en nuevos métodos de disipación de calor. Para resolver la disipación de calor de los láseres semiconductores de alta potencia, debemos dominar firmemente la disciplina de la termodinámica, la ciencia de los materiales y cooperar plenamente con la industria manufacturera.
