Yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerning issiqlik tarqalish usullari bo'yicha tadqiqotlar
Yarimo'tkazgichli lazerlar birinchi bo'lib chet eldan o'rganilgan. Eng qadimgi texnologiya AQSh va Yaponiyada paydo bo'lgan va asosan harbiy sohada qo'llanilgan. Texnologiyaning takroriy rivojlanishi bilan u fuqarolik bozorida qo'llanila boshlandi va optoelektronika va aloqa kabi sohalarda qo'llanila boshlandi. Mamlakatim'ning milliy mudofaa sanoati va optoelektron ishlab chiqarish sanoati rivojlanishi bilan sanoat yuqori quvvatli lazerlarga bo'lgan talabni oshira boshladi va odamlar ham yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazer qurilmalari bo'yicha tadqiqotlar olib borishni boshladilar. . Tadqiqot davomida an'anaviy yarimo'tkazgichli lazerlarning yorug'lik sifati endi odamlarning ehtiyojlarini qondira olmasligi aniqlandi. Yarimo'tkazgichli lazerlarning chiqish quvvatini oshirish uchun odamlar doimiy ravishda takomillashtirish va tahlil qilishni boshladilar. Tadqiqotlar davomida yarimo'tkazgichli lazerning elektr energiyasining yarmi uni ishlatish vaqtida issiqlik energiyasiga aylanishi aniqlandi. Yarimo'tkazgichli lazerning o'zi issiqlikni yaxshi yo'qotmasa, u to'g'ridan-to'g'ri yarimo'tkazgichli lazerning ishlash muddati va ishlatilishiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, issiqlik tarqalishi muammosi tadqiqotchilar tomonidan zudlik bilan hal qilinishi kerak. Muammolardan biri.
Lazerli issiqlikni tarqatish usullarining tasnifi
Hozirgi vaqtda lazerlarning asosiy issiqlik tarqalish usullari an'anaviy issiqlik tarqalish usullariga va yangi issiqlik tarqalish usullariga bo'linadi. An'anaviy issiqlik tarqalishi usullari quyidagilardan iborat: havo sovutish, yarimo'tkazgichli sovutish, tabiiy konveksiya issiqlik tarqalishi va boshqalar va yangi issiqlik tarqalish usullariga quyidagilar kiradi: flip chip issiqlik tarqalishi va mikrokanal issiqlik tarqalishi.
Yarimo'tkazgichli lazerli qadoqlashning issiqlik tarqalish mexanizmi asosan lazer chipi, payvandlash qatlami, issiqlik qabul qiluvchi, metall qatlam va boshqalardan iborat. Yarimo'tkazgichli lazerning issiqlik tarqalish strukturasidagi payvandlash qatlami asosan chip va issiqlik qabul qiluvchini payvandlash orqali ulash uchun ishlatiladi. Yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerlardan foydalanilganda issiqlik qarshiligini pasaytirish maqsadiga erishish uchun lehimlash jarayonida ko'pincha oltin-qalay lehim kabi nisbatan yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan ba'zi materiallar qo'llaniladi. Butun qadoqlash jarayonida ko'plab darajalar bo'ladi, bu darajalar asosan quyidagilardan iborat: chip, lehim qatlami, issiqlik qabul qiluvchi, metall qatlam, lazer chipining issiqlik energiyasini o'tkazish uchun issiqlik qabul qiluvchi va metall qatlamning issiqlik uzatish effektidan foydalanish, va nihoyat, yarimo'tkazgichli lazerni lazerning xizmat qilish muddatini uzaytirish uchun yaxshi issiqlik tarqalishini hosil qiling.
Yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerlarning issiqlik tarqalish ko'rsatkichlari asosan termal qarshilik va issiqlik oqimi bilan baholanadi. Baholashda cheklangan haroratda issiqlik oqimiga e'tibor qaratish lozim. Agar issiqlik tarqalishini tahlil qilish jarayonida ularning orasidagi harorat farqi nisbatan katta ekanligi aniqlansa, lazer chipining yuzasida kondensatsiya paydo bo'ladi. Ushbu muammo yuzaga kelgandan so'ng, optik chiqish quvvatiga ta'sir qilishdan tashqari, u to'lqin uzunligini blokirovka qilishga ham ta'sir qiladi va hatto birlashma tufayli. Ta'sir qilish bilan bog'liq muammolar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan fotoelektrik ishlashiga putur etkazadi va natijada ishonchlilikka ta'sir qiladi. Hozirgi vaqtda issiqlik qarshiligini kamaytirishning umumiy usuli issiqlik o'tkazuvchanligi materiallaridan foydalanish hisoblanadi. Issiqlik o'tkazuvchanligi materiallarining paydo bo'lishi haroratni pasaytirish uchun lazerlar uchun ko'proq optimallashtirish maydonini ta'minlaydi.
Tabiiy konveksiyali issiqlik qabul qiluvchini sovutish va issiqlikni tarqatish usuli Tabiiy konveksiyali issiqlik qabul qiluvchini sovutish va issiqlik tarqalishi - bu hosil bo'lgan issiqlikni olib tashlash uchun yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan ba'zi materiallardan foydalanish va keyin tabiiy konveksiya orqali issiqlikni tarqatishdir. xodimlar, shuningdek, qanotlar issiqlikni tarqatishga yordam berishi mumkinligini va issiqlikni tarqatishda issiqlik tarqalish tizimidagi issiqlik uzatish tezligini maksimal darajada oshirishi mumkinligini aniqladilar. Harorat bir xil bo'lganda, qanot balandligi oshgani sayin fin qadami pasayadi. Issiqlik moslamasini vertikal ravishda joylashtirish uchun substratdan foydalanilganda, balandlikni mos ravishda oshirish kerak va issiqlik tarqalish effekti balandlikni oshirish orqali yaxshilanadi. Bunday issiqlik tarqalish usuli ishlatilganda juda ko'p xarajatlarni kamaytiradi. Haqiqiy ishda mis yoki alyuminiy nitridi ko'pincha issiqlik qabul qiluvchi sifatida ishlatiladi, lekin issiqlik qabul qilish usuli yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerlarning issiqlik tarqalishi ehtiyojlarini to'liq qondira olmaydi.
Katta kanalli suvni sovutish usuli
Agar siz issiqlik moslamasining haroratini pasaytirmoqchi bo'lsangiz, issiqlik qabul qiluvchida kanal qurishingiz kerak. Agar siz sovutish effektiga erishmoqchi bo'lsangiz, lazerning ishini kechiktirmaslik uchun ushbu kanalga ma'lum bir suv manbasini qo'shishingiz kerak. Bunga javoban, tadqiqotchilar o'z tadqiqotlari davomida spoyler strukturasining issiqlik tarqalish effekti an'anaviy bo'shliq strukturasiga qaraganda yaxshiroq ekanligini aniqladilar, ammo kanaldagi bosimning oshishi ham sodir bo'ladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, katta kanallar keng tarqalgan bo'lib qo'llanilsa-da, lazer chiqish quvvatining doimiy o'sishi tufayli, suvni sovutishning katta kanallari endi yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerlarning issiqlik tarqalishi talablariga javob bera olmaydi.
Spray sovutish usuli
Spray sovutish - sovutish maqsadiga erishish uchun sovutish suyuqligini bosim yordamida atomizatsiya orqali issiqlik uzatish yuzasiga püskürtmek. Spray sovutishning asosiy xarakteristikalari katta issiqlik uzatish koeffitsienti va past sovutish suvi oqimidir. Tadqiqotchilar suvni vosita sifatida ishlatganda va tajribalar uchun qattiq konusli nozullardan foydalanganda, mikro tuzilmali sirt issiqlik almashinuvi effektini oshirishi mumkinligini aniqladilar. Tadqiqot davomida, buzadigan amallar bilan sovutishning sovutish ko'rsatkichi buzadigan amallar oqimi tezligi bilan bog'liqligi aniqlandi. Bundan tashqari, tadqiqotchilar buzadigan amallar fazasini o'zgartiruvchi sovutgichni ham topdilar. Tajriba davomida buzadigan amallar sovutish moslamasidagi nozul balandligi va issiqlik tarqalish effekti ham juda chambarchas bog'liq.
Yakunlovchi fikrlar
Umuman olganda, issiqlik tarqalish ta'sirini yaxshilash uchun ikkita eng muhim omil issiqlik tarqalish tizimining termal qarshiligini kamaytirish va issiqlik oqimini oshirishdir. Issiqlik qarshiligini kamaytirishda uni kamaytirish uchun yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bo'lgan materiallardan foydalanish mumkin; issiqlik oqimini oshirganda, issiqlik tarqalish terminalining issiqlik uzatish koeffitsientini oshirish orqali yordam berishi mumkin. Yuqori quvvatli lazerlarning ishlash ko'rsatkichlari tobora ortib borayotganligi sababli, ko'plab usullar endi dastur talablariga javob bera olmaydi. Ko'proq tadqiqotchilar yuqori quvvatli yarimo'tkazgich lazerlari uchun ko'proq mos keladigan issiqlik tarqalish usullarini topish uchun doimiy ravishda o'rganishga harakat qilishlari kerak.
