Toplotna rešitev visokozmogljivega polprevodniškega laserja
Polprevodniške laserje so najprej preučevali v tujini. Najzgodnejša tehnologija izvira iz Združenih držav Amerike in Japonske, uporabljala pa se je predvsem v vojski. S ponavljajočim se razvojem tehnologije se je začela uporabljati na civilnem trgu in v panogah, kot sta optoelektronika in komunikacije. Z razvojem nacionalne obrambne industrije in optoelektronske proizvodne industrije moje države je industrija začela povečevati povpraševanje po visokozmogljivih laserjih, ljudje pa so prav tako začeli izvajati raziskave o visokozmogljivih polprevodniških laserskih napravah. Med raziskavo je bilo ugotovljeno, da kakovost svetlobe tradicionalnih polprevodniških laserjev ne more več zadovoljiti potreb ljudi. Da bi povečali izhodno moč polprevodniških laserjev, so se ljudje začeli nenehno izboljševati in analizirati. Med raziskavo je bilo ugotovljeno, da se polovica električne energije polprevodniškega laserja med uporabo pretvori v toplotno energijo. Če sam polprevodniški laser slabo odvaja toploto, bo to neposredno vplivalo na življenjsko dobo in uporabo polprevodniškega laserja. Zato morajo raziskovalci zdaj nujno rešiti problem odvajanja toplote. Eden od problemov.
Trenutno so glavne metode hlajenja laserjev razdeljene na tradicionalne metode hlajenja in nove metode hlajenja. Tradicionalnohlajenjemetode vključujejo: zračno hlajenje, polprevodniško hlajenje, naravno konvekcijohlajenjeitd. in novohlajenjemetode vključujejo: flip chiphlajenjein mikrokanalhlajenje.
Metoda hlajenja hladilnika z naravno konvekcijo je uporaba nekaterih materialov z visoko toplotno prevodnostjo za odvzem ustvarjene toplote in nato odvajanje toplote z naravno konvekcijo. Med raziskavo je znanstveno in tehnično osebje tudi ugotovilo, da lahko tudi rebra pomagajo pri odvajanju toplote , in lahko poveča hitrost prenosa toplote v sistemu za odvajanje toplote pri odvajanju toplote. Ko je temperatura enaka, se bo korak plavuti zmanjšal, ko se višina rebra poveča. Pri uporabi podlage za navpično postavitev hladilnega telesa je treba višino ustrezno povečati, s povečanjem višine pa se izboljša učinek odvajanja toplote. Takšen način odvajanja toplote bo pri uporabi zmanjšal veliko stroškov. Pri dejanskem delu se kot odvod toplote pogosto uporablja bakrov ali aluminijev nitrid, vendar metoda odvoda toplote ne more v celoti zadovoljiti potreb visokozmogljivih polprevodniških laserjev po odvajanju toplote.
Metoda hlajenja s tekočino z velikim kanalom.Če želite znižati temperaturo hladilnega telesa, morate v hladilnem telesu zgraditi kanal. Če želite doseči hladilni učinek, morate v ta kanal dodati določen vodni vir, da ne zavirate dela laserja. Kot odgovor na to so raziskovalci med raziskavo ugotovili, da je učinek odvajanja toplote strukture spojlerja boljši od učinka tradicionalne strukture votline, vendar bo prišlo tudi do povečanja tlaka v kanalu. Raziskave so pokazale, da kljub široki uporabi velikih kanalov zaradi nenehnega povečevanja izhodne moči laserja veliki kanali vodnega hlajenja ne morejo več zadostiti toplotnim zahtevam polprevodniških laserjev visoke moči.
Hlajenje s pršenjem je pršenje hladilne tekočine na površino za prenos toplote z atomizacijo s pomočjo pritiska, da se doseže namen hlajenja. Glavne značilnosti pršilnega hlajenja so velik koeficient toplotne prehodnosti in nizek pretok hladilne tekočine. Raziskovalci so ugotovili, da lahko mikrostrukturirana površina pri uporabi vode kot medija in uporabi šob s trdnim stožcem za poskuse poveča učinek izmenjave toplote. Med študijo je bilo ugotovljeno, da je hladilna zmogljivost pršilnega hlajenja povezana s pretokom pršila. Poleg tega so raziskovalci odkrili tudi hladilnik s spremembo faze pršenja. Med poskusom sta zelo tesno povezana tudi višina šobe v pršilni hladilni napravi in učinek odvajanja toplote.
Problem dviga temperature čipov je postopoma postal glavni dejavnik, ki ovira normalno delovanje polprevodniških laserjev. Nove metode odvajanja toplote nenehno poglabljajo raziskave. Da bi rešili odvajanje toplote visokozmogljivih polprevodniških laserjev, moramo trdno dojeti disciplino termodinamike, znanost o materialih in v celoti sodelovati s proizvodno industrijo.
